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定量遥感基础 第一节 定量遥感概述 1 第二节 定量遥感主要研究内容 2 第三节 定量遥感建模与应用 7 第一节 定量遥感概述 ??? 定量遥感是当前遥感发展的前沿。它利用遥感器获取的地表地物的电磁波信息，在计算机系统支持下，通过数学的或物理的模型将遥感信息与观测地表目标参量联系起来，定量地反演或推算出某些地学、生物学及大气等目标参量或地物定量信息。 8.1.1 可见光、近红外波段定量遥感 ??? 遥感的基本过程可以看作是电磁波与大气相互作用过程以及电磁波与地表的相互作用过程的叠加。在这个过程中：??? 电磁波与大气相互作用形成大气效应。大气效应是电磁辐射在太阳-目标物-传感器系统的传输过程中受到大气分子、水气、气溶胶和尘粒等散射、吸收和折射等影响。通过大气纠正可以基本消除大气效应对遥感影象的影响。??? 定量遥感需要考虑地表非朗伯体特性。大多数情况下的地面物质都不是均一的朗伯体，朗伯体的假设给定量遥感计算带来很大的误差。可以用地表的二向反射率分布函数（BRDF）来描述地表的非朗伯体特性，减少定量遥感计算造成的误差。8.1.2 热红外波段的定量遥感 ??? 热红外波段遥感测量的对象是地表物质的热辐射。在热学中，温度是物质分子热运动平均动能的量度，描述了物质内部分子热运动的剧烈程度。物质内部微观粒子的运动导致了物质向外发射电磁波，即热辐射。地球环境的代表性温度为300K，它对应的接近10μm，正接近热红外大气窗口区，因此，可以利用热红外遥感器获取地表的热辐射状况。??? 热红外遥感获得的亮度温度。对于地球表面真实物体（绝大多数为非黑体）而言，由于其辐射亮度受自身比辐射率的影响，所以比辐射率是联系亮温与真实温度的桥梁。 8.1.3 主动微波遥感基础 ??? 合成孔径雷达（SAR）二维成像过程是通过安装在运动平台上的雷达天线不断地发射脉冲信号,接受它们在地面的回波信号,经信号的成像处理形成二维SAR影像,影像中的每一像素的幅度只与目标的后向散射系数有关。??? 随着应用的需要，不仅希望得到SAR照射场景的二维信息，而且希望能得到该区域的高度信息。获取地表形态垂直变化的遥感测量传感器主要有干涉雷达，即干涉测量合成孔径雷达。 第二节 定量遥感主要研究内容 8.2.1遥感器定标??? 遥感器定标是指建立遥感器每个探测元件所输出信号的数值量化值与该探测器对应像元内的实际地物辐射亮度值之间的定量关系。??? 由于卫星运行时所获取的遥感信息受到诸多因素影响，如遥感器系统的畸变、大气传播的干扰、地形影响等都会造成遥感器采集到的辐射能量与目标地物实际的辐射能量之间存在较大偏差，因此需要遥感器定标。遥感器定标是遥感数据定量化处理中的最基本环节，遥感器的定标精度直接影响到遥感数据的可靠性和精度。遥感器定标包括实验室定标、星上内定标和场地外定标三部分内容。8.2.1.1 遥感器实验室定标是指对比分析与研究空中遥感器接收到的电磁波能量信号与地物光谱仪接收到的电磁波能量信号的定量关系，以及电磁波能量信号与地物的物理特性的关系，以便对获取的空中遥感器信号进行纠正。遥感器实验室定标主要包括光谱定标与辐射定标两大部分。光谱定标是测量遥感器随入射辐射波长变化的响应。 辐射定标用以确定遥感器入瞳处的准确辐射数值。 8.2.1.2 遥感器星上内定标卫星发射后，探测探测器元件老化或者工作温度变化都会影响到遥感器的响应，因此需要遥感器星上内定标。星上内定标主要是绝对辐射定标，在可见光和反射红外区采用电光源（灯定标）和太阳光（太阳定标）作为高温的标准辐射源，在热红外区采用卫星上的标准黑体（黑体定标）作为高温的标准辐射源，以宇宙空间作为低温标准辐射源。??? 8.2.1.3 遥感器场地外定标??? 是在遥感器飞越辐射定标场上空时，在定标扬选择若干像元区，测量遥感器对应的各波段地物的光谱反射率和大气光谱参量，并利用大气辐射传输模型给出遥感器入瞳处各光谱带的辐射亮度，最后确定它与遥感器对应输出的数字量化的数量关系，求解定标系数，并进行误差分析。??? 通过地面辐射场地外定标对于提高辐射定标精度具有重要意义，这因为场地外定标方法可以实现全孔径、全视场、全动态范围的定标，并考虑到大气传输和环境的影响。该定标方法可以实现在遥感器运行状态下与获取地面图像完全相同条件下的绝对订正。 8.2.2 大气校正??? 大气校正是消除遥感图像在大气传输中所引起质量退化的一种图像处理方法。??? 由于遥感器在空中获取地表信息过程中，受到大气分子、气溶胶和云粒子等大气成份的吸收与散射的影响，以及大气中水汽和气溶胶含量具有很大的时空变化特性，其结果是目标反射辐射能量被衰减，空间分布被改变，部分和目标物无关的大气散射辐射进入遥感器视场，因此，定量遥感必须考虑大气的影响，对于一个已经经过绝对辐射标定的