《辐射校正11593288》-课件设计（公开）.ppt

;辐射误差的来源 辐射校正方法 传感器端的辐射校正 大气校正 太阳高度角和地形引起的辐射误差校正;遥感图像的辐射亮度（DN值）直接反映地物目标对电磁波反射率的差异 ;辐射误差的来源;由于遥感图像成像过程的复杂性，传感器接收到的电磁波能量与目标本身反射的能量是不一致的 辐射校正针对各种干扰因素进行校正，使得遥感图像尽可能地反映并且只反映地物目标的差异;辐射校正的数据流和基本方法;传感器端的畸变主要是由其光学系统，或者光电变换系统的特征所形成的 在使用透镜的光学系统中，由于镜头光学特性的非均匀性，在其成像面存在着边缘部分比中心部分发暗的现象（边缘减光） 在扫描方式的传感器中，光电变换系统的灵敏度造成的畸变，其校正一般是通过定期地面测定，根据测量值进行校准;传感器端的辐射校正也称为辐射定标，是把只具有相对意义的离散亮度值转换为具有物理意义的辐亮度或反射率的过程 辐射定标分为相对定标和绝对定标;传感器中各个探测元件之间存在差异，使传感器探测数据图像出现一些条带 相对定标又称传感器探测仪器归一化，是为了校正传感器中各个探测元件响应度差异而对传感器测量得到的原始亮度值进行归一化的一种处理过程;通过绝对定标得到目标的绝对辐射值 可见光与近红外波段： DN ?? ρ 热红外波段：DN ?? T 卫星发射后由于各种因素会影响传感器的响应，因此在卫星运行过程中要定期进行定标 发射前：实验室或实验场地定标 发射后：太阳标定器或地面场定标;定标的手段是测定传感器对一个已知辐射目标的响应 地势平坦，地物单一 全场表面覆盖均匀，反射率适中且变化很小 具有足够大的面积，横向和纵向都要大于一副图像的宽度 大气洁净，能见度好;我国资源一号卫星、气象卫星的绝对辐射校正场： 西北敦煌的陆地校正场 青海湖的水面校正场 正在选址的相对辐射校正场： 格陵兰雪地、南极洲雪地、阿瓦提沙漠和西塔里木沙漠等 ;辐射校正的数据流和基本方法;消除大气影响的校正过程称为大气校正 大气对辐射的影响 大气吸收 大气散射 大气纠正 基于辐射传输方程的大气校正 基于地面场地数据或辅助数据进行辐射校正 利用特殊波段进行大气校正;传感器的波段设计一般会避开大气吸收作用强的波段范围，选择受大气分子吸收作用弱的波谱范围（即大气窗口） 分布均匀且稳定的大气成分：O2、CO2、CH4、N2O 分布随时间和空间变化较大的大气成分：O3、H2O;电磁波在传播过程中遇到小微粒而使传播方向发生改变，并向各个方向散开。散射将入射方向的能量重新发布到其余各个方向。总的效应是将能量从入射方向转移走;大气散射只对可见光和近红外重要，波长大于1μm的波段散射可忽略 大气散射对遥感的影响： 没有到达地表而被大气直接散射的太阳辐射造成图像暗淡（特别是在蓝光波段） 在传感器视场外的目标的散射光可能会进入视场，减弱了不同地物的反差;消除大气影响的校正过程称为大气校正 大气校正方法 基于辐射传输方程的大气校正 基于地面场地数据或辅助数据进行辐射校正 利用特殊波段进行大气校正 直方图最小值法 回归分析法;辐射传输方程描述辐射能在空间或媒质中传输过程、特性及其规律的数学方程;利用电磁波在大气中的辐射传输原理建立起来的模型进行大气校正 大气模型计算复杂，并且需要有关大气假设或成像时刻的大气参数（气压、温度、水汽、臭氧等），气体中的悬浮物类型、高度、太阳高度角、传感器的视角等 目前常用模型：6S模型，MODTRAN，LOWTRAN，紫外线和可见光辐射模型UVRAD，空间分布快速大气校正模型ATCOR;优点：大气模型建立在辐射传输理论基础之上，模型应用范围广，不受研究区特点及目标类型等的影响，模型的精度比较高 缺点：在实际应用中代价昂贵，对每一景图像的大气校正都需要同步测量大气参数，这对遥感应用几乎是不可能实现的，特别是在分析历史数据时;假设地面目标的反射率与遥感探测器的信号之间具有线性关系 在遥感成像的同时，同步获取成像目标的反射率，或通过预先设置已知反射率的目标，把地面实况数据与传感器的输出数据进行比较，来消除大气的影响 ;通过获取遥感影像上特定地物的灰度值及其成像时相应的地面目标反射光谱的测量值，建立两者之间的线性回归方程式 L=a+bR L——卫星观测值 b——回归系数 bR——地面实测值 a——大气影响，常数 图像中每一像元亮度值均减去a，以获得成像地区大气校正后的图像;;理论基础：大气散射的选择性，即大气散射主要发生在可见光中的短波波段，对近红外和中红外波段几乎无影响 因此可以把近红外波段图像当作无散射影响的标准图像，根据近红外波段图像的暗像素亮度值来估计可见光波段的大气干扰值 回归分析法 直方图法;在影像上找出最黑的区域（比如完全接收不到太阳光的高山阴影或深海水体），如果不存在附加的辐射，这些区域在其他波段也应该是黑的（反射率