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大气校正的目的和意义,辐射定标、辐射校正、大气校正、正射校正概念

2023年09月14日 08:57:31      来源:安徽思成仪器技术有限公司 >> 进入该公司展台      阅读量:22

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DN值(Digital Number ):遥感影像像元亮度值,记录地物的灰度值。无单位,是一个整数值,值大小与传感器的辐射分辨率、地物发射率、大气透过率和散射率等相关。反映地物的辐射率radiance

地表反射率:地面反射辐射量与入射辐射量之比,表征地面对太阳辐射的吸收和反射能力。反射率越大,地面吸收太阳辐射越少;反射率越小,地面吸收太阳辐射越多,表示:surface albedo

表观反射率:表观反射率就是指大气层顶的反射率,辐射定标的结果之一,大气层顶表观反射率,简称表观反射率大气校正的目的和意义,又称视反射率。英文表示为:apparent reflectance

4、行星反射率:从文献“一种实用大气校正方法及其在TM影像中的应用”中看到“卫星所观测的行星反射率(未经大气校正的反射率)”;在“基于地面耦合的TM影像的大气校正-以珠江口为例”一文有“该文应用1998年的LANDSAT5 TM影像,对原始数据进行定标、辐射校正,求得地物的行星反射率”。因此行星反射率就是表观反射率。英文表示:planetary albedo,

辐射校正VS. 辐射定标

辐射校正:Radiometric correction 一切与辐射相关的误差的校正。

目的:消除干扰,得到真实反射率的数据。 干扰主要有:传感器本身、大气、太阳高度角、地形等。

包括:辐射定标,大气纠正,地形对辐射的影响

辐射定标:Radiometric calibration 将记录的原始DN值转换为大气外层表面反射率(或称为辐射亮度值)。用户需要计算地物的光谱反射率或光谱辐射亮度时,或者需要对不同时间、不同传感器获取的图像进行比较时,都必须将图像的亮度灰度值转换为的辐射亮度,这个过程就是辐射定标

目的:消除传感器本身的误差,确定传感器入口处的准确辐射值

方法:实验室定标、机上/星上定标、场地定标

不同的传感器,其辐射定标公式不同。L=gain*DN+Bias

在ENVI4.8中,定标模块:Basic Tools>Preprocessing>Calibration Utilities>模块

大气校正:Atmospheric correction 将辐射亮度或者表面反射率转换为地表实际反射率

目的:消除大气散射、吸收、反射引起的误差。

分类:统计型和物理型

目前,遥感图像的大气校正方法很多。这些校正方法按照校正后的结果可以分为2种:

1. 基于辐射传输模型

wMORTRAN模型

wLOWTRAN模型

wATCOR模型

w6S模型等

2.基于简化辐射传输模型的黑暗像元法

3.基于统计学模型的反射率反演

1. 基于统计的不变目标法

2. 直方图匹配法等。

方法的选择问题,一般而言:

1、如果是精细定量研究,那么选择基于基于辐射传输模型的大气校正方法。

2、如果是做动态监测,那么可选择相对大气校正或者较简单的方法。

3、如果参数缺少,没办法了只能选择较简单的方法了。

在ENVI中大气校正的目的和意义,Basic tools-preprocessing-calibration utilities-FLAASH

几何校正VS. 正射校正

• 几何校正:纠正系统和非系统因素引起的几何畸变。

• 图像配准(Registration):同一区域里一幅图像(基准图像)对另一幅图像校准,以使两幅图像中的同名像素配准。

• 图像纠正(Rectification):借助一组控制点,对一幅图像进行地理坐标的校正。又叫地理参照(Geo-referencing)

• 图像地理编码(Geo-coding):特殊的图像纠正方式,把图像矫正到一种统一标准的坐标系。

• 图像正射校正(Ortho-rectification):借助于地形高程模型(DEM),对图像中每个像元进行地形的校正,使图像符合正射投影的要求。

几何校正:利用GCP纠正各种因素引起的几何变形,对影像进行地理坐标定位,获得真实坐标信息。主要包括:空间像元位置的变换和变换后像元亮度值的计算。

正射纠正:目的是消除地形的影响或是相机方位引起的变形等,生成平面正射影像的处理过程。

ENVI中进行正射校正的的条件:影像数据、需要参数PRC(rational polynomial coefficients)或RMS(replacement sensor model)、高程信息(DEM或平均高程)、地面控制点(可选),Geoid(影像数据获取地的大地水准面和平均海拔面的高程差)。

Map->Orthorectification

几何校正分为不同级别,正射校正可以说是几何校正的别。我们一般所说的几何校正是消除因大气传输、传感器本身、地球曲率等因素造成的几何畸变,主要纠正或者赋予影像平面坐标。正射校正除了进行常规的几何校正的功能外,还要根据DEM来纠正影像因地形起伏而产生的畸变,会给图像加上高程信息。

最后,流程顺序:辐射定标——大气校正——几何校正——正射校正

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