Landsat+ETM%2b和TM数据典型地物光谱采集和比较——以北京地区为例.pdfVIP

Landsat ETM+和TM数据典型地物光谱采集与比较 一以北京地区为例 姜小光唐伶俐焦伟利戴昌达 (中国科学阮遥感．11星地_血站·北京，100086) 地物波谱特性研究是遥感技术研究和发展的重要基础。遥感应用的实践证明，地物波谱 研究不仅包括地面(近地面)地物光谱测量和研究，而且还应包括同步(准同步)航空、航 天遥感数据的光谱采集与研究。Landsat一5TM数据和Landsat一7ETM+数据是目前我国遥感 用户使用最多的遥感数据源，具有典型的代表意义。本文以北京幅TM和ETM+数据为例，概 括介绍典型地物光谱数据采集的基本思路和方法，并对典型地物在TM和ETM+图像上的光谱 特点进行比较。 1．数据预处理 选择地物类型较多的夏季的图像进行实验研究，具体时相为2001年5月27号(TM)和 分辨率是完全一致的。首先对以上2景遥感数据做系统级校正，并对它们进行精确的空间配 准，使相同地物在不同时相的遥感图像上的位置相一致；然后在配准好的遥感图像上选择经 为研究区，该区域包括了北京市北部、密云县、顺义县等部分地区。 2．典型地物类型选择 首先，根据地物在遥感图像上的影像特征并结合专业知识，在图像上选择了水体、植被 (小麦、林地)、裸沙地、城镇和机场跑道为典型地物，然后，到实地进行考察，对所选典 型地物的类型及位置进行检查和调整。 3．光谱数据采集 先从遥感图像上读取各样本点在各波段上的灰度值(DN)，并对样本的灰度值进行统计 运算和数值分析，结合遥感图像的影像特征进行样本的筛选与纯化。然后，由公式 求出各样点的辐射能量值。其中L为辐射能量值，DN为样本的灰度均值，gain和bias 分别为图像的增益与偏置。最后，根据样本的辐射能量值、大气顶部的太阳辐照度、成像时 的太阳高度角等参数由下式计算出样本的反射率p。 P=jrLd；／(EoeosO) 276 其中L为辐射能量值，《为日地天文单位距离，Eo为大气顶部的太阳辐照度；0为成 像时的太阳天项角，即太阳高度角的余角。 4．几点结论 1)从典型地物灰度值(DN值)曲线看，同类地物在TM和ETM+上的灰度差异是很明显的， 其中在可见光的2、3波段上的差异最大，不同地物在不同波段上的差异大小参差不齐。 2)在反射率曲线上，相同地物在TM和ETM+上的反射率值相差很小，是相一致的，说明 TM和ETM+数据是具有可比性的。 遥感用户购买的数据是经过增益的数据，传感器增益设置的目的是使图像能够充分地反 映地物的光谱信息。但传感器的增益设置必然要影响到信号的输出强度，而TM和ETM+的增 益设置是不同的，地物在图像上的灰度值自然会产生差异。因此在使用遥感数据时，特别是 进行定量分析、动态变化研究时要做相应的处理，只有这样才能得到正确的结果。 277