第四章辐射定标与大气校正1

1、遥感数据的星上辐射定标遥感数据的星上辐射定标nDNDN值的影响因素值的影响因素n参考光源参考光源n地面定标测量地面定标测量n遥感数据的辐射定标遥感数据的辐射定标地表辐亮度的计算地表辐亮度的计算DNDN值的影响因素值的影响因素nDNDN：一般光敏原件：一般光敏原件电流值的离散化电流值的离散化n CCDCCD电压值的离散化电压值的离散化 2prALfDN 仪器波段响应函数，仪器波段响应函数， 入射光辐照度，入射光辐照度， 仪器镜仪器镜头孔径，头孔径， 瞬时视场，瞬时视场， 波段宽度波段宽度rf LpA 地面定标测量地面定标测量遥感数据的辐射定标遥感数据的辐射定标n确定响应函数，求出遥感数据确定响应

2、函数，求出遥感数据DNDN值与入射光强的函数值与入射光强的函数关系，将关系，将DNDN值转化为入射光辐亮度。值转化为入射光辐亮度。n内部参考光源与外部参考光源相结合进行定标内部参考光源与外部参考光源相结合进行定标n地面测量相结合进行定标地面测量相结合进行定标 2prALfDN 2prAfDNL Landsat TM: 0-255NOAA AVHRR: 0-1023L = a*DN + bDNLsFFcos0n对单位面积，反射辐亮度与观测射方向也是余弦关系，对单位面积，反射辐亮度与观测射方向也是余弦关系，对于水平地面，单位反射辐亮充度为：对于水平地面，单位反射辐亮充度为：);(coscos,0v

3、vssvsRFLn对足够大的地面面积，反射辐亮度仅与二向反射率有对足够大的地面面积，反射辐亮度仅与二向反射率有关；如地面为朗伯体且水平，则任何观测方向上其反关；如地面为朗伯体且水平，则任何观测方向上其反射辐亮度均相等。对于传感器来说，一般地物均充满射辐亮度均相等。对于传感器来说，一般地物均充满整个瞬时视场，故反射亮度与观测方向不是余弦关系，整个瞬时视场，故反射亮度与观测方向不是余弦关系，其反射辐亮度为：其反射辐亮度为：);(cos,0vvsssRFLcos)cos(sinsincoscos00FaaFFsss入射方向与坡面法线方向的夹角之余弦为：入射方向与坡面法线方向的夹角之余弦为：)cos(

4、sinsincoscoscossssaasFL cos00 故地物反射率为：故地物反射率为：svvssvvssFLRcos),;,(),;,(0大气与辐射的相互作用大气与辐射的相互作用pathgsatLLLsxxxPFLcos4)(0arpathLLLarLL 和x为r或a，分别表示大气分子和气溶胶的路径散射x大气分子或气溶胶的平均一次散射反照率)(xP为散射相函数)cos(sinsincoscoscosvsvsvsvs和分别为入射方向与观测方向天顶角vs和分别为入射方向与观测方向天顶角)()()()()(xvsxxPRRPP表示前向散射vskyggTREFL)( shsassgdFdlrrF

5、TrrFF cosexpcosexp2002002000F大气层外平均日地距离太阳辐照度，rr ,0平均和成象时的日地距离as,分别为容积散射和吸收系数s入射天顶角整层大气光学厚度dPPFEaarrsky)()(42)cos/ 1cos/ 1 (exp30vsoFF)()(aarrskyggFE 1140 raRRR1arvraskyssatLLTRRETFL1)(0saarrvraskyssatPPFTRRETFLcos4)()(1)(00ssTcosexpvvTcosexp),() 0 , 0 (1)(vsravraskyssatTRRTRsaarrvsraPPcos4)()()(,)1

6、()1 (4aarrskygg),()() 0 , 0(1vsrasatvskysvraRTTTRRbaRRsat 3 3交叉辐射项的影响交叉辐射项的影响又称为临近像元效应。我们假定目标是均一条件下获得大又称为临近像元效应。我们假定目标是均一条件下获得大气校正的地表反射率为气校正的地表反射率为 ，其公式如下：，其公式如下：考虑临近像元的影响，则有如下关系：考虑临近像元的影响，则有如下关系：其中其中式中式中 是以目标像素为坐标原点的局部坐标系坐标值，是以目标像素为坐标原点的局部坐标系坐标值， 是大气点扩散函数（是大气点扩散函数（Point Spread FunctionPoint Spread

7、Function） 。在实际应用中，在实际应用中， 是由原始图像中校正像元为中心的是由原始图像中校正像元为中心的2N2N2N2N像元子域计算得到的像元子域计算得到的: :其中其中 表示像元表示像元 距中心的距离。距中心的距离。 4.4.非朗伯体条件下的大气校正非朗伯体条件下的大气校正如果考虑地表如果考虑地表BRDFBRDF和大气和大气BRDFBRDF之间的耦合，则朗伯体之间的耦合，则朗伯体假设条件下的大气校正的精度是有局限的，最早研究这一效假设条件下的大气校正的精度是有局限的，最早研究这一效应的是应的是TanreTanre等（等（19831983），目前在），目前在6S6S模型中已比较好地考虑了模型中已比较好地考虑了BRDFBRDF的耦合效应。的耦合效应。 SSTTttteteeevosovdsdvdsdvsvssovsvsTOAsvsv12)()()()()()()(),(),(其中 2121ooSRAooovsSRAovsvsddLddL) ,(),() ,(),(_),( vs 实际上，非朗伯体大气校正是一个十分复杂的问题，因为实际上，非朗伯体大气校正是一个十分复杂的问题，因为以上面的公式我们知道，要进行大气校正必须知道地表的以上面的公式我们知道，要进行大气校正必须知道地表的BRDFBRDF即即 ，而通常在