遥感技术第四章 辐射校正2014.pptx

第四章 辐射校正;第一节 辐射传输 第二节 探测器误差改正 第三节 辐射定标 第四节 大气校正 6S模型 ELC 相对大气校正 第五节 坡度坡向辐射校正 ;前 言;什么时候不需要辐射校正;大气辐射校正;大气辐射校正;总 结;第一节 辐射传输;Maxwell方程组与辐射传输方程 麦克斯韦方程组描述了电磁场的基本规律。一般而言，波长较长的电磁波，波动性较为突出。所以在微波遥感领域，可以看到用麦克斯韦方程组解释电磁波与介质的相互作用。 短波部分，干涉与衍射等波动现象则不明显，而更多地表现为粒子性。在光学和热红外领域，为方便和直观起见，则常用辐射传输方程描述电磁波与介质的相互作用。 麦克斯韦方程组与辐射传输方程是不矛盾的，可以相互转换，不存在难易和优劣之分，只不过形式和求解方法有所区别，在不同的领域，有各自的优势。;截面（cross-section）;消光系数（厘米-1） =消光截面（厘米2 ·粒子数-1 ）×粒子数密度（厘米-3） 消光系数（厘米-1） =质量消光截面（厘米2·克-1 ）×密度（克·厘米-3）;普通辐射传输方程;;;?;?;平面平行 (plane parallel)介质;?;辐射传输 -源函数中散射的表达;当电磁波由方向Ω0前进时，它被介质散射到方向Ω的散射过程包括单（一）次散射和多次散射过程。 多次散射是为了区别单次散射而定义的，凡是辐射被介质散射超过 1 次，均称为多次散射。 区分单次散射和多次散射是为了方便于求解辐射传输方程。;散射相函数（scattering phase function）;通常散射相函数 P (Ω, Ω’)只与方向Ω’和方向Ω之间的夹角Θ有关，可以写为 P (cos Θ)。散射角Θ定义为入射光束和散射光束之间的夹角。 散射角的余弦可以表示为：;单次散射反照率（single scattering albedo）;源函数中散射的表达;因此，含有散射源函数的辐射传输方程展开为：;当电磁波由方向Ω0前进时，它被介质散射到方向Ω的散射过程可以分解为单（一）次散射和多次散射过程。 多次散射是为了区别单次散射而定义的，凡是辐射被介质散射超过 1 次，均称为多次散射。 区分单次散射和多次散射是为了方便于求解辐射传输方程。;下面我们把前式;冲击(激)函数（Impulse Function）;此时冲击函数单位为球面度Sr的倒数，具有性质：;对上式中入射方向在4π空间积分，并考虑只有一个入射方向：比如由于太阳光是平行光入射，所以只在Ω0一个方向上，即I0=δ(Ω’,Ω0)F0，其中F0为太阳的通量密度。 则单次散射产生的源函数，即散射到方向Ω的辐射强度为 ：;注意此处的多次散射为二次以上散射;其中B(T)为普朗克函数，是物体亮温为T时发射的出射辐射亮度，它的强度与出射方向无关，即各向均一。;总 结;第二节 探测器误差改正;（1） Random bad pixels (shot noise);对于某一波段k，首先需要定位该波段中的坏像元。可以利用一个简单的阈值算法遍历整幅图像，标识出像素值为零的像元（假定0代表了枪击噪音，而且没有像素值为零的地面物）。一旦确定了坏像元，就可以对该像元周围其他八个像素做运算。 ;（2）Line or column drop-outs;（3）Line-start/stop problems;（4）Partial line or column drop-outs;（5）Line or column striping;为了修复这些扫描行，首先需要确定图像中定标错误的扫描行。方法为： 选择一块匀质图像（比如水体）；计算每个探测器的直方图，如果一个探测器的均值或者中值同其他传感器差异显著，那么该传感器可能失去调节能力；为了修复这些有问题的扫描行，可能需要偏移，甚至增益校正。;第三节 辐射定标;传感器接收的电磁波能量：;辐射定标的定义 建立遥感传感器的数字量化输出值DN与其所对应视场中物理量（辐射亮度、反射率）之间的定量关系。 其实，简单来说，辐射定标就是将记录的原始DN值转换为大气外层表面反射率，目的是消除传感器本身产生的误差，有多种方法：实验室定标、星上定标、场地定标。;发射前实验室定标;基于星载定标器的飞行中定标;发射后的真实性检验（场地定标）;辐射定标的重要性;作业：对MODIS数据进行定标，分别获取MODIS的表观反射率和表观辐射亮度;第四节 大气校正;在大气校正前，我们需要明白一点，就是不是所有的应用都需要进行大气校正。是否进行大气校正，取决于应用和手头数据。;绝对辐射校正的目的就是获取地面目标正确的辐射物理量。;6S模型 Second Simulatin of the Satellite Signal in the Solar Spectrum;传感器接收的辐射亮度（radi