地表反射率计算

反射率、地表反照率、⽐辐射率等⼤全⼀、反射率1.反射率⼜称光谱反射率，是波长的函数，⼜称为光谱反射率ρ(λ)，定义为反射能与⼊射能之⽐：2.⽅向反射率实际物体反射具有⽅向性，对⼊射和反射⽅向严格定义的反射率，为⽅向反射率。

辐射⽅向的定义有微⼩⽴体⾓、任意⽴体⾓、半球全⽅向等。

当⼊射与反射⽅向定义为微⼩⽴体⾓时，成为⼆向性反射。

3.⼆向性反射率分布函数BRDF(Bidirectional Reflectance Distribution Function)是描述表⾯反射特性空间分布的基本参数。

⼆向性反射率因⼦(BRF)，⼜称双向反射⽐因⼦，是在⼀定的辐照和观测条件下，⽬标地物的反射辐射通量与同条件下标准参考⾯（理想朗伯反射⾯）的反射辐射通量之⽐。

4.反照率(albedo)⼜称半球反射率，定义为⽬标物的反射出射度与⼊射度之⽐，即单位时间、单位⾯积上各个⽅向出射的总辐射能量M与⼊射的总辐射能量E之⽐，表⽰为：α=M/E。

地表反照率，即⾃然地物的半球反射率。

可以通过遥感成像提供的辐射亮度值L或反射率ρ，⼆向性反射率分布函数BRDF来获得。

5.⽅向-⽅向反射率⼊射能量照明⽅式为平⾏直射光，没有或可以忽略散射光；某个特定⽅向的反射能量与⼊射能量之⽐。

地物双向反射特性主要就是研究⽅向－⽅向反射率波谱。

其定义如下：6半球-⽅向反射率⼊射能量在2p半球空间内均匀分布，与⼊射能量之⽐。

定义如下：7⽅向-半球反射率(DHR)⼊射能量照明⽅式为平⾏直射光，没有或可以忽略散射光； 2p半球空间的平均反射能量与⼊射能量之⽐。

定义如下：式中为2p半球空间内表⾯反射的平均辐亮度值。

8半球-半球反射率就是反照率。

⼊射能量在2p半球空间内均匀分布， 2p半球空间的平均反射能量与⼊射能量之⽐。

若将不严格要求⼊射能量在2p半球空间内均匀分布，半球－半球反射率就是地物反照率。

定义如下：⼆、⽐辐射率⽐辐射率即物体的出射度与同温度的⿊体出射度之⽐：据基尔霍夫定律，对于不透明体有：⽅向⽐辐射率，与⽅向-半球反射率的关系：三、透射率透射率τ定义为透射能与⼊射能之⽐：⼤⽓透射率：m为⼤⽓质量，t为⼤⽓垂直光学厚度；k为衰减/消光系数，x为⼤⽓路径，kx为⼤⽓光学厚度。

基本原理一)地表反射率是指地表物体向各个方向上反射的太阳总辐射通量与到达该物体表面上的总辐射通量之比。

反照率可以通过遥感成像提供的辐射亮度值L 或反照率p ，二向性反射率分布函数BRDF 来获得：地物反射率的光谱特征差异是从遥感影像中识别地表不同类型地物的基本依据，也是地表其他各种物理、生物物理参数反演的依据地表。

地表反射率的计算步骤：1、辐射定标：根据遥感影像DN 值计算到达传感器的各波段辐射亮度也就是将传感器记录的辐射量化值（Digital Number ，DN ）转换成绝对辐射亮度值、表观反射率，或者表观温度的过程。

绝对定标：通过各种标准辐射源，建立辐射亮度值与辐射量化值（DN ）之间的定量关系式中，辐射亮度值L 的常用单位为W/(m2.μm.sr)，或者μW/(cm2.nm.sr) 。

1W/(m2.μm.sr)=0.1 μW/(cm2.nm.sr)2、各波段表观反射率计算3、大气辐射校正（ENVI FLAASH/QUAC ）绝对大气辐射校正：消除大气辐射衰减效应，将遥感影像的DN 值转换为地表反射率、辐亮度、地表温度等的方法，此过程包含了辐射定标。

相对大气辐射校正：将遥感影像的DN 值转换为类似的整型数，同时消除大气辐射衰减效应。

FLAASH 是用数学建模辐射的物理行为，纠正波长在可见光至近红外和短波红外区域，最多3微米。

（对于热地区，使用基本工具>预处理>校准工具>热大气压校正菜单选项。

）不同于预先计算模拟结果的数据库内插辐射传输特性许多其他大气校正程序， FLAASH 采用了MODTRAN4辐射传输代码。

MODTRAN4并入ENVI FLAASH 的版本被修改，以校正在HITRAN -96水行参数的误差。

可以选择任何一种标准MODTRAN 大气模型和气溶胶类型，FLAASH 还包括以下功能：校正邻近效应（像素混合是由于表面反射辐射的散射） 计算场景的平均能见度（气溶胶/雾量）。

地面对太阳辐射的反射率地面对太阳辐射的反射率是指地面反射太阳辐射的能力，也称为反照率。

它是一个介于0和1之间的数字，表示地面反射出来的能量占总能量的比例。

反照率越高，地面反射出来的能量就越多，吸收的能量就越少。

一、影响地面反照率的因素1. 地表类型：不同类型的地表对太阳辐射的反射率有所不同。

例如，雪覆盖下的土壤和草原比裸露土壤和岩石更具有高反照率。

2. 地表颜色：浅色地表比深色地表具有更高的反照率。

例如，白色沙漠比黑色沙漠具有更高的反照率。

3. 地表湿度：湿润的土壤和植被比干旱土壤和植被更具有高反照率。

4. 地表覆盖物：建筑物、道路、车辆等人类活动对地表覆盖造成了很大影响，使得城市区域相对于自然环境具有更低的反照率。

二、常见材料与其反照率1. 雪：80%-95%2. 沙漠沙子：40%-50%3. 草地：25%-30%4. 森林：10%-15%5. 水面：5%-10%6. 建筑物和道路：5%-20%三、反照率的应用1. 气候模型：反照率是气候模型中的重要参数之一。

通过测量不同地表类型和颜色的反照率，可以更准确地预测气候变化。

2. 太阳能利用：太阳能电池板需要吸收太阳辐射来产生电能。

高反照率意味着更多的太阳辐射被反射回大气层，因此降低了太阳能电池板的效率。

3. 城市规划：在城市规划中，考虑到城市区域具有较低的反照率，可以通过增加植被、使用浅色材料等方式来提高城市区域的反照率，从而减少城市“岛屿效应”。

四、结论地面对太阳辐射的反射率是一个重要的物理参数，在气候模型、太阳能利用和城市规划等方面都有着广泛应用。

了解影响地面反照率的因素和不同材料的反照率，可以更好地理解这一物理现象的本质。

同时，通过采取相应措施来提高地表反照率，有助于减少气候变化和城市“岛屿效应”的影响。

反射率指数摘要：一、反射率指数的概念与意义二、反射率指数的计算方法三、反射率指数在各个领域的应用四、提高反射率指数的策略与方法五、总结与展望正文：一、反射率指数的概念与意义反射率指数是衡量物体表面反射光能力强弱的一个物理参数。

它反映了光线在物体表面的反射程度，用以描述物体表面的光学特性。

反射率指数越高，表明物体表面反射光的能力越强，反之则越弱。

在现实生活中，反射率指数对于我们了解和分析物体表面的光照效果、色彩表现等方面具有重要的意义。

二、反射率指数的计算方法反射率指数的计算公式为：反射率= （反射光通量/ 入射光通量）× 100%。

其中，反射光通量指的是光线在物体表面反射后的总光通量，入射光通量是指照射在物体表面的光线总光通量。

通过测量入射光和反射光的光通量，可以计算出物体表面的反射率。

三、反射率指数在各个领域的应用1.摄影与影视制作：反射率指数在摄影和影视制作中起着重要作用，了解物体表面的反射率有助于摄影师和导演更好地把握画面效果，实现所需的光照效果和色彩搭配。

2.工业生产：反射率指数在工业生产中用于检测和控制产品质量。

通过测量产品表面的反射率，可以判断表面光洁度、涂层厚度等指标，从而保证产品质量和生产过程的稳定性。

3.建筑与室内设计：反射率指数在建筑和室内设计中有助于设计师了解和选择合适的材料，以实现所需的光照效果和空间氛围。

4.研究领域：反射率指数在光学、材料科学等领域具有重要的研究价值。

研究物体表面的反射率特性，有助于开发新型光学材料、提高光学器件的性能等。

四、提高反射率指数的策略与方法1.选择高反射率的材料：选用高反射率的材料制作物体表面，可以提高反射率指数。

例如，金属表面、瓷器表面等具有较高的反射率。

2.优化表面处理工艺：通过改善物体表面的加工工艺，提高表面光洁度，从而提高反射率指数。

3.合理布置光源：合理选择光源、调整光源角度和距离，有助于提高物体表面的反射率指数。

4.选择合适的颜色：在特定光照条件下，不同颜色的物体表面反射率存在差异。

modis地表反射率MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）是美国国家航空航天局（NASA）和美国地质调查局（USGS）联合开发的轨道卫星遥感仪器，用于对地球表面进行多波段、高分辨率观测。

其中，MODIS地表反射率是反映地表表面特征的重要指标之一，它能够为我们提供地表材质、植被覆盖等信息，是地球环境研究和应用的重要数据之一。

第一步：MODIS地表反射率的获取MODIS地表反射率是通过轨道卫星遥感仪器观测地表反射而得到的数据。

MODIS遥感仪器包含36个波段，其中有14个波段是红外波段，因为红外波段对于云层和水汽的穿透能力很强，可以提取出下面地表的信息。

通过遥感仪器获取到的原始数据需要经过数据处理，才能生成地表反射率数据，进行后续分析应用。

第二步：MODIS地表反射率的应用MODIS地表反射率可以提供的信息非常丰富，可以用于许多领域的研究和应用。

首先是环境监测领域，通过反射率数据可以了解地表植被覆盖情况、水体、冰雪覆盖情况等。

其次是气候变化研究，地表反射率能够反映出不同地区的能量平衡，研究全球气候变化对于人类非常重要。

最后是自然资源管理方面，地表反射率可以为野外勘察、森林和草原资源调查、灾害预测等提供重要参考信息，还能用来测定土地/水系统或耕作效率等。

第三步：MODIS地表反射率存在的问题虽然MODIS地表反射率数据具有广泛的应用价值，但是也存在一些问题。

首先是分辨率问题，MODIS仪器的分辨率为250米至1公里，无法对小尺度地貌变化进行仔细的观测和分析。

其次是时间序列问题，MODIS的重复周期为1至2天，无法捕捉到短时期内的地表变化。

最后是数据准确度的问题，地表反射率数据的准确度受到多种因素的影响，如云层、土地覆盖和大气干扰等。

因此，在使用MODIS地表反射率数据时需要进行准确度验证和纠正处理，以确保数据的可靠性和准确性。

总之，MODIS地表反射率数据是极具价值的遥感数据之一，能够为我们提供关于地球上自然环境及人类活动的关键信息，可应用于环境监测、气候变化研究和自然资源管理等众多领域。

像元的亮度值代表地面的光谱反射率的相对大小。

注意利用头文件资源，利用头文件中记录的辐射校正参数，用户可方便地计算出地物在大气顶部的辐射亮度或反射率。

计算式如下：L = gain * DN + biasr = πL ds2 / (E0 cosq)其中：L是地物在大气顶部的辐射亮度，DN是象元值，gain和bias可从头文件中得到，r 是地物反射率，ds是日地天文单位距离，E0太阳辐照度，q是太阳天顶角。

另：对热红外波段(6L和6H)，可用下列公式计算地物的传感器温度(K。

)：T=K2/(ln((K1+K6)/K6))其中：L6是由上式给出的地物在大气顶部的辐射亮度，K1和K2是计算常数，分别为K1 = 666.093 W/m2 . ster .μm，K2 = 1282.7108 K。

卫星遥感中可见光波段常出现以下几个概念1、反射率：是指任何物体表面反射阳光的能力。

这种反射能力通常用百分数来表示。

比如说某物体的反射率是45%，这意思是说，此物体表面所接受到的太阳辐射中，有45%被反射了出去.英文表示：Reflectance2、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 albedo3、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，又称视反射率。

英文表示为：apparent reflectance4、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 albedo5、反照率：反照率是指地表在太阳辐射的影响下，反射辐射通量与入射辐射通量的比值。

MODIS 反照率反演算法1 基本概念1地表反射率(albedo)指地表向各个方向反射的全部光通量与总入射光通量的比。

2 辐射亮度指面辐射源上某点在一定方向上的辐射强弱的物理量3 BRDF （二向反射率）理想光滑表面的反射是镜面反射，理想粗糙表面的反射是漫反射（朗伯反射），而自然地表往往既不满足镜面反射也不满足漫反射的条件。

二向反射的概念是指物体表面反射光线的能力与入射和反射光线的方向有关，二向性反射分布函数（Bidirectional Reflectance Distribution Function, BRDF ）定义如下：它是光线入射方向、反射方向和波长的函数，是基于微分面元和微分立体角定义的。

2 反照率反演算法流程2.1核驱动模型和反演核驱动的线性BDRF 模型，是用核的线性组合来拟合地表的二向反射特征。

简单地说，可以用下面的公式表示：),,,(∧φϑθR =),,()(kφϑθk k k f ∧∑其中 , R 为二向反射; K k 为各类核 , f K 为相应各个核所占的比例(权重),θ为太阳入射天顶角,ϑ为观测天顶角,φ为相对方位角;Λ为波段宽。

拟合观测数据()∧ρ，通过最小二乘法，反演拟合观测数据的最优的k f ，也就是说，已知l l φϑθ,,l 角度的反射观测()∧ρ，最小化得到，各个核的权重k f其中，d 为自由度，也就是观测样本数减去核系数k f 的个数；()∧l w 为第l个观(,;,;)(,;,;)(,;,;)r i i r r r i i r r i i i r r dL f dE θφθφλθφθφλθφθφλ=测的权重。

通过上式繁衍出核系数之后，可以通过核的外推求出任意太阳入射角、观测角以及相对方位角的二向反射。

2.2 依据BRDF 模型计算反照率如前所述 ,根据反照率的定义 ,方向——半球(黑半球)反照率和双半球(白半球)反照率等于 BRDF 核驱动模型中核的方向——半球空间积分和双半球空间积分的线性组合。

◦ 经过定标后辐射率数据，单位为uw/cm2*nm*sr ◦ ENVI标准影像格式,BIP或者BIL存储方式, ◦ 数据带有wavelenth（中心波长）值，如果是高光谱数据
还要求带有FWHM值
对QuickBird而言，需要做的准备工作是：辐射定 标；设置中心波长（0.485,0.560,0.660)；格式 转为BIL。
ENVI可以对以下数据进行FLAASH大气校正: 多光谱： QuickBird、Ikonos、 Landsat、
SPOT、 AVHRR、 ASTER、 MODIS、 MERIS、 AATSR、 IRS
高光谱：HYPERION、HYMAP、AVIRIS、 HYDICE、CASI
第5页/共12页ຫໍສະໝຸດ 入文件准备第1页/共12页
DN值（Digital Number ）是遥感影像像元亮度值， 记录的地物的灰度值。
辐亮度：单位投影面积上单位立体角内的辐射通量。
反射率：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
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文件输入输出设置
影像中心坐标
大气模型, 水气去除
传感器
气溶胶模型,气
溶胶去除方法
影像获取时间
光谱打磨
多(高第)光8页谱/共设12置页 高级设置
大气模型(六种) ◦ 根据影像纬度和季节确定
消除水气影响 ◦ 具有15nm以上波谱分辨率，且至少覆盖以下波谱 范围之一：1050－1210nm(优先考虑)，770－ 870nm，870－1020nm。
辐射定标：辐射定标是指建立遥感传感器的数字量 化输出值DN与其所对应视场中辐射亮度值之间的 定量关系。

地表反射率、温度、植被指数、几何精纠正和Landsat影像影像几何精纠正1.深入理解影像几何精纠正的原理2.学会使用影像对影像的几何精纠正方法和具体操作步骤1. 扫描地形图（宁夏中卫地区1:25万104811.img ）进行几何精纠正（包括投影参数、单位的调整将选定参考点保存）。

2. 利用纠正好的全色波段高分辨率影像完成同景多光谱影像的几何精纠正。

1. 扫描地形图（宁夏中卫地区1:25万104811.img ）进行几何精纠正（包括投影参数、单位的调整将选定参考点保存）。

2. 利用纠正好的全色波段高分辨率影像完成同景多光谱影像的几何精纠正Landsat影像数据下载、导入、目视解译与分析1．学会在美国NASA/USGS网上进行Landsat卫星影像的检索和下载，认识影像名编号意义。

2．初步掌握ENVI/IDL影像处理软件的使用方法，熟悉软件的用户界面、功能模块，掌握基本功能的使用。

复习遥感导论课程中的遥感影像目视解译环节，选择自己熟悉的地区，进行Landsat TM/ETM+影像的目视解译。

实习内容1、课前准备：根据自己感兴趣的地区，下载一景Landsat TM/ETM+影像。

2、将单波段分别添加在ENVI中（采用file| open image file工具，注意在添加波段数据时，热红外波段影像应另存为一个文件）3、利用Basic tools | layer stscking视窗选择多波段影像进行添加，在available中选择刚才添加的影像，选择RGB color分别选取4、3、2和7、4、2波段组合进行彩色合成，此时，可以再打开一个视窗（new display）观察地物的色调变化。

列表说明上述地物分别在两种波段组合下的颜色特征。

4、查询并记录影像文件的基本信息、投影信息，以及各个波段直方图信息。

5、将影像缩小、放大、漫游工具识别影像中的土地利用/土地覆盖类型，可能的土地利用/土地覆盖类型包括：(1) 耕地farmland(8) 公路/铁路road or railway(2) 草地grassland(9) 河流stream(3) 裸地barren land(10) 水库reservoir(4) 森林forest(11) 冰雪ice and snow(5) 城镇居民地town(12) 云cloud(6) 农村居民地village(13) 阴影shadow(7) 沙漠desert6、利用load RGB将图像显示，后用视窗中的光谱剖面工具，提取上述地物在不同波段的数值（Digital Number，DN）；要求针对影像中的6种地物至少各采集10个样本，取平均值，做光谱剖面图，分析不同地物的灰度值随波段变化的特点。

如何进行卫星遥感影像大气校正与地表反射率计算的技巧与方法遥感技术在现代科学研究和资源管理中扮演着重要的角色，卫星遥感影像是广泛应用于环境和地球科学研究的一种重要数据来源。

然而，由于大气对遥感影像的影响，需要进行大气校正和地表反射率计算，以便获得准确的地表信息。

本文将介绍一些卫星遥感影像大气校正和地表反射率计算的技巧和方法。

首先，了解卫星观测原理和传感器特性对于进行大气校正和地表反射率计算至关重要。

卫星通过测量来自地球表面的辐射能够获得遥感影像。

但是，由于大气层会吸收和散射来自太阳的光线，以及地表辐射的接收，无法直接获得地表反射率。

因此，需要进行大气校正来消除大气效应，以获得真实地物反射率。

为了进行大气校正，可以利用辐射传输模式来估算大气影响。

这需要准确的大气参数，如气溶胶光学厚度、透明度和大气温度等。

这些参数可以通过气象站观测数据、气象模型和气象卫星等来源获取。

此外，还可以利用地面真实观测数据来提供准确的地表光谱信息，以帮助消除大气影响。

另外，大气校正还需要考虑大气折射率。

大气折射率会导致传感器观测到的物体位置和形状产生偏移。

因此，在进行地表反射率计算之前，需要对图像进行几何校正，消除大气折射率的影响。

这可以通过利用地面控制点和地形数据来实现，以精确校正图像。

在进行地表反射率计算时，还应考虑地物特性对遥感影像的影响。

不同的地物具有不同的反射特性和光谱响应，需要进行光谱融合和分类来提取感兴趣的地物信息。

常用的分类方法包括有监督分类和无监督分类。

有监督分类依赖于训练样本，通过使用已知地物光谱特征来分类图像。

无监督分类则是基于统计学方法，自动将图像像元分为不同的类别。

此外，还可以利用高分辨率图像和特征提取算法来提高分类精度和提取地物信息。

除了大气校正和地表反射率计算，还可以利用遥感影像进行环境和资源监测。

例如，农业领域可以利用遥感影像来监测植被生长状况，提前预警病虫害和水分短缺等问题。

水资源管理可以利用遥感影像来监测水体蓄水量和水质变化。

大气层顶反射率与地表反射率大气层顶反射率与地表反射率当我们谈到大气层层顶反射率与地表反射率时，我们常常会关注其在气候变化和地球能量平衡中的重要性。

这两个因素对地球的能量收支有着深远的影响，也对地球的气候和环境产生着重要的影响。

在本文中，我们将探讨大气层层顶反射率与地表反射率的概念、影响和重要性，并分析它们在地球系统中的作用。

1. 大气层层顶反射率大气层层顶反射率是指大气层对入射太阳辐射的反射能力。

大气层顶反射率的大小与大气中的气溶胶、云量以及水汽含量等因素有关。

这些因素决定了大气层对太阳辐射的吸收和反射程度，从而影响到地球能量平衡和气候变化。

在地球能量平衡中，大气层层顶反射率扮演着重要的角色。

它影响着太阳辐射的直接到达地表的量，同时也影响着大气层中的热量分布和再辐射。

大气层层顶反射率不仅影响着地球表面的能量输入，也影响着大气层对太阳辐射的吸收和散射，从而对气候和环境产生着深远的影响。

2. 地表反射率地表反射率是指地表对入射太阳辐射的反射能力。

地表反射率的大小与地表类型、地表覆盖以及地面状态等因素有关。

不同的地表具有不同的反射率，例如冰雪覆盖的地区反射率较高，而水域覆盖的地区反射率较低。

地表反射率也对地球的能量平衡和气候变化产生着重要的影响。

它影响着太阳辐射的直接到达地表和大气层的量，并决定了地表的热量吸收和再辐射。

地表反射率的变化会影响到地球的能量收支和气候系统，因此在气候模型中也扮演着非常重要的角色。

3. 大气层层顶反射率与地表反射率的关系大气层层顶反射率和地表反射率在地球能量平衡和气候变化中相互作用。

它们共同决定了太阳辐射的能量输入和再辐射，影响着地球的能量平衡和气候系统。

大气层层顶反射率的变化会影响太阳辐射的直接到达地表的量，而地表反射率的变化则会影响地表的热量吸收和再辐射。

它们对地球的能量收支和气候变化有着重要的影响。

4. 个人观点与理解在我看来，大气层层顶反射率与地表反射率的研究对我们更好地理解气候变化和环境变化有着重要的意义。

地表反照率单位及其影响一、引言地表反照率，也称为反射率，是指地表反射太阳辐射的能力与入射太阳辐射的比值。

它是地球能量平衡的重要组成部分，对于气候、生态系统和遥感等领域具有重要意义。

本文将围绕地表反照率单位展开探讨，分析其对地球能量平衡的影响及其在各个领域的应用。

二、地表反照率单位地表反照率通常用一个无量纲的数值来表示，这个数值介于0和1之间。

其中，0表示完全吸收太阳辐射，没有反射；1表示完全反射太阳辐射，没有吸收。

实际地表的反照率值介于这两者之间，取决于地表的类型、颜色、粗糙度以及太阳高度角等因素。

为了更好地理解地表反照率的概念，我们可以将其与其他相关术语进行辨析。

三、地表反照率与地球能量平衡地表反照率在地球能量平衡中起着重要作用。

太阳辐射是地球能量的主要来源，而地表反照率决定了多少太阳辐射被反射回大气层，从而影响地球的能量收支。

高反照率的地表，如冰川、沙漠等，反射较多的太阳辐射，导致地表温度较低；而低反照率的地表，如森林、水体等，吸收较多的太阳辐射，地表温度较高。

这种能量分布不均现象对全球气候格局和生态系统产生深远影响。

四、地表反照率在气候领域的应用在气候领域，地表反照率是研究气候变化和预测未来气候状况的关键参数。

通过观测和分析地表反照率的变化，科学家可以了解地球能量收支的变化，从而评估气候变化的风险和制定应对策略。

例如，冰川融化会导致地表反照率降低，进而加速全球变暖。

因此，监测冰川地区的地表反照率变化对于预测海平面上升和全球气候格局具有重要意义。

五、地表反照率在生态系统领域的应用在生态系统领域，地表反照率与植被覆盖、生物多样性等密切相关。

植被覆盖度的变化会影响地表反照率，进而影响生态系统的能量平衡和水分循环。

例如，森林砍伐会导致地表反照率增加，降低生态系统的水分保持能力，对生物多样性产生负面影响。

因此，通过监测地表反照率的变化，我们可以评估人类活动对生态系统的影响，为生态保护提供科学依据。

六、地表反照率在遥感领域的应用在遥感领域，卫星遥感技术是观测地表反照率的主要手段。

全色影像辐射定标
全色影像辐射定标是将全色卫星影像的数字值转换为地表辐射反射率的过程。

这过程包括多个步骤，以确保获取的影像具有较高的准确性和可比性。

以下是一般的全色影像辐射定标步骤：
辐射定标系数获取：获取全色卫星影像的辐射定标系数。

这些系数通常由卫星传感器的制造商提供，用于将数字计数值转换为辐射反射率。

大气校正：进行大气校正，消除大气影响，确保影像的数字值反映地表的真实辐射状况。

这通常需要使用大气传输模型和气象数据。

辐射定标：使用辐射定标系数，将原始的数字计数值转换为辐射反射率或辐射亮度。

这使得不同卫星影像具有可比性，有助于进行地表特征的精确分析。

地表反射率计算：利用经过辐射定标的影像，计算地表反射率。

这是通过将辐射亮度转换为地表反射率，考虑太阳入射角和大气影响。

几何精校：进行几何校正，以纠正由于卫星姿态和地形变化引起的影像变形。

这确保影像中的地物位置准确。

影像校正：如果需要，进行影像校正以提高影像的几何和辐射质量。

验证与评估：验证辐射定标的效果，并评估影像的质量。

这可能涉及与地面测量数据或其他独立数据源的比较。

这些步骤的具体实施可能因卫星、传感器和影像用途而异。

辐射定标是遥感数据处理中的关键步骤，对于确保获取的信息精确、可靠至关重要。

地表反照率单位地表反照率是指地球表面对太阳辐射的反射能力，也就是地表反射的光照强度与入射的光照强度之比。

它是一个衡量地表能量平衡和气候系统的重要指标。

地表反照率的单位是无量纲的。

地表反照率是通过观测和模拟来确定的。

观测方法主要包括地面和卫星观测。

地面观测主要是利用遥感技术进行，通过测量地表反射的光谱信息来计算反照率。

卫星观测则是利用地球观测卫星上的传感器对地表进行观测，获取地表反射率的数据。

模拟方法则是利用地球系统模型对地表反射率进行模拟和预测。

地表反射率受到很多因素的影响，主要包括地表类型、季节、地理位置和天气条件等。

不同的地表类型具有不同的反照率，例如大陆地表和海洋地表的反照率存在较大差异。

季节变化会影响地表上的植被覆盖情况，进而影响地表反照率。

地理位置的不同会导致地表接受不同程度的太阳辐射，进而影响反照率。

天气条件也会对地表反照率产生影响，例如云层的存在会降低地表反照率。

地表反照率在气候系统中起着重要的作用。

地表反照率的改变会影响地表能量平衡，进而对气候变化产生影响。

高反照率的地表会反射更多的太阳辐射，使得地表吸收的能量减少，进而影响大气温度和降水等气候要素。

例如，高冰雪覆盖的地区具有较高的反照率，反射大部分太阳辐射，使得该地区气温较低。

相反，低反照率的地区会吸收更多的太阳辐射，使得该地区气温较高。

地表反照率还对气候变化产生反馈作用。

随着气候变暖，冰雪覆盖减少会导致地表反照率下降，进一步增加地球的吸收能力。

这可以导致更多的能量储存在地表和大气之间，进一步加剧气候变暖的趋势。

因此，地表反照率是气候系统中一个重要的正反馈机制。

地表反照率还对环境和人类活动产生影响。

地表反照率的变化会影响地球能量平衡，对生态系统和生物多样性产生影响。

例如，由于城市化和工业化的影响，城市地区的地表反照率普遍较低，导致城市热岛效应的出现。

高反照率的建筑材料和绿化覆盖可以减少城市热岛效应，并改善城市环境。

总之，地表反照率是一个重要的气候系统指标，它可以反映地球表面的能量平衡和气候变化。

landsat7辐射传输方程
Landsat 7辐射传输方程是用于计算Landsat 7卫星遥感数据中地表反射率的方程。

该方程基于辐射能量的传输过程和卫星遥感仪器的观测特征。

辐射传输方程可以表示为：
ρλ = (π * Lλ * d²) / (ESλ * cos(θ) * ERλ)
其中：
ρλ是波段λ处的地表反射率；
Lλ是接收到的卫星辐射亮度（radiance）；
d是卫星与地表之间的距离（距离因子）；
ESλ是太阳辐射能源的辐射脉冲（带宽）；
θ是太阳入射角；
ERλ是地球辐射能源的辐射脉冲（带宽）。

辐射传输方程将接收到的辐射亮度转换为地表反射率，考虑了太阳辐射能源、地球辐射能源以及观测几何条件等因素。

这样可以将卫星遥感数据中的辐射亮度转化为地表反射率，从而进行地表特征的分析和研究。

黄石市地表反射率计算一、数据预处理1、打开：用ENVI5.1将黄石市2000年遥感影像数据的3,、4、5波段打开（1）用鼠标左键双击ENVI5.1图标，打开ENVI5.1程序；（2）打开黄石市2000年遥感影像数据的3,、4、5波段。

File→Open Image File→选择黄石市2000年遥感影像数据的3、4、5波段→打开。

2、合成：对黄石市2000年遥感影像数据的3、4、5波段进行合成。

Basic Tools→Layer Stacking→Import File→选择黄石市2000年遥感影像数据的3、4、5波段→Ok→Choose→命名（2000_band543_hecheng）→打开→Ok3、裁剪：用黄石市边界矢量数据裁剪合成后的2000黄石市遥感影像。

（1）打开合成后的黄石市2000年遥感影像数据的3、4、5波段；File→Open Image File→选图（2000_band543_hecheng）→打开→Ok （2）打开黄石市边界矢量数据；Vector→Open Vector File→选图（黄石市边界范围.evf)→打开备注：建立掩膜时一定要将2000_band543_hecheng和黄石市矢量边界的影像打开。

（3）以黄石市边界矢量数据建立掩膜；Basic Tools→Masking→Bulid Mask→Display #1→Options →Import EVFS→选图（111）→Ok→Choose→命名（2000_band543_hecheng_yanmo)→打开→Apply（4）应用掩膜；Basic Tools→Masking→Apply Mask→2000_band543_hecheng→Select Mask Bang→2000_band543_hecheng_yanmo→Ok→Ok→Choose→命名（2000_band543_hecheng_clip)→打开→Ok（5）备注：若裁剪后Scroll窗口内黑色背景面积太大可以进行调整。

操作方法及过程1、使用ENVI对landsat 7 ETM+原始数据进行辐射定标：①对1、2、3、4、5、7波段进行辐射定标。

利用ENVI中的File |Open External File |Landsat Geo TIFF with MetaData加载威武市Landsat ETM+原始影像数据中的_MTL文件，再利用Basic Tools |Preprocessing |Calibration Utilities |Landsat Calibration 在弹出的对话对话框中选择包含1、2、3、4、5、7波段的_MTL文件，将Calibration Type选为Radiance，然后选择输出路径保存为radiance。

②对61和62波段进行辐射定标。

步骤和上面的一样，只是选择输入文件时为包含61和62波段的_MTL文件，将结果保存为radiance_band6。

2、将BSQ格式的影像数据转化为BIL：利用Basic Tools |Convert Data，弹出对话框中选择Radiance，Output Interleave中选择BIL，选择输出路径保存为radiance_BIL。

3、使用FLAASH大气辐射校正模型进行地表反射率的计算：①利用Spectral |FLASSH弹出大气校正模型参数设置窗口如下：分别按照以上所示的内容进行参数设置，将输入文件设为radiance_BIL，输出文件设为flassh，设置Scene Center Location时，打开原始影像在头文件中找到行和列，算出中心行和列，利用Pixel Locator工具找到中心点的经纬度。

将Sensor Type设为Landsat TM7。

设置Ground Elevation时，利用裁剪工具在亚洲幅SRTM DEM影像数据中裁剪该地区的DEM数据，再用统计功能算出高程的平均值为2058m。

在头文件中找到Flight Data：1999年8月10日，Flight Time GTM:3时36分39秒。