卫星光学传感器全过程辐射定标
- 格式:pdf
- 大小:432.94 KB
- 文档页数:9
辐射定标和大气校正过程参考实验数据来源:使用的数据为广东省汕头市的ETM+影像,成像时间为2001年11月22日,2:28:18.000(格林威治时间)。
数据处理一.辐射定标1.首先对图像进行辐射定标,将图像的DN值转化为辐亮度。
每个角标中含有 的参数表示波段不同则取值不同,具体参数可从卫星影像的头文件中得到。
L是某个波段光谱辐射亮度;gain为增量校正系数,offset为校正偏差量,DN 是图像灰度值,DNmax和DNmin为遥感器最大和最小灰度值,Lmax, Lmin分别为最大和最小灰度值所相应的辐射亮度。
Band3:定标公式:L=(152.9+5)/(255-1)*b1-52.在ENVI中操作如图:定标前: 定标后:二. 大气校正1.将图像的辐亮度转化为表现反射率))cos(*/(**2θπρESUN d L =其中ρ为表观反射率,L 为表观辐亮度,d 为日地距离,ESUN 为太阳平均辐射强度,θ为太阳天顶角。
ESUN 的值从表3中查得。
d 的值根据影像成像的儒略日(在一年中所在天数)从表4查得,如实习影像成像时间是2001年11月22日,儒略日为第326天,d=0.9860天文单位。
θ从头文件中读取为41.36°,cos θ=0.7506,表观反射率计算公式为: ρ=3.142*L*(0.9860)2/(1554*0.7506)。
参考表格:2.在ENVI中操作如图:结果图:1.输入文件:input32.通过cmd.exe执行下列操作得到output3.txt文件3.找到所需数据由output3.txt可知coefficients xa xb xa : 0.00543 0.02145 0.05637。
4. 利用公式计算校正后的反射率其中,ρ为校正后的反射率,L i是i波段的辐射量度得到计算公式为:y=0.00543*L i-0.021455.利用ENVI计算用6s得到模型进行的大气纠正四.对比大气纠正完得到的是地表真实反射率,而辐射定标完得到的是表观发射率,二者的区别就是表观反射率经过大气校正之后得到的才是真实反射率,所以两个的值有所差别。
传感器辐射定标的流程The process of sensor radiation calibration is a crucial step in ensuring the accurate and reliable performance of sensors in various applications. 传感器辐射定标的流程是确保各种应用中传感器准确可靠性能的关键步骤。
Radiation calibration involves the careful testing, measurement, and adjustment of sensor response to different types of radiation, including electromagnetic radiation and ionizing radiation. 辐射定标涉及对传感器对不同类型辐射的响应进行仔细测试、测量和调整,包括电磁辐射和电离辐射。
This process is essential for ensuring that sensors provide accurate and consistent readings in real-world operating conditions. 这一流程对于确保传感器在实际工作条件下提供准确一致的读数至关重要。
From environmental monitoring to medical imaging, sensor radiation calibration is critical for a wide range of applications. 从环境监测到医学成像,传感器辐射定标对于广泛的应用至关重要。
One of the primary objectives of sensor radiation calibration is to establish a baseline for sensor performance in the presence of radiation. 传感器辐射定标的主要目标之一是建立传感器在辐射存在的情况下的性能基线。
辐射定标、辐射校正、大气校正、正射校正等相关概念作为初学者,容易将这几个概念搞混。
为了较好地理解这几个概念,先介绍一下相关的术语 terminology。
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,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 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)。
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(只能对一个波段进行辐射定标)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。
辐射定标(像元亮度值,辐射亮度/亮温)、表观反射率、地表反射率、反照率、比辐射率(转)(2012-11-28 13:58:29)转载▼分类:科研标签:杂谈(2012-01-26 01:18:44)标签:校园分类:工作篇定标系数为:增益53.473,单位:DN/(W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1);截距26.965,单位:DN。
利用绝对定标系数将DN值图像转换为辐亮度图像的公式为L=(DN-b)/coe,式中coe为绝对定标系数的增益,b为截距,转换后辐亮度单位为W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1。
HJ1B红外相机中红外波段则条带较为严重,不利于定量化应用。
遥感数字图像遥感数字图像是以数字形式记录的二维遥感信息,即其内容是通过遥感手段获得的,通常是地物不同波段的电磁波谱信息。
其中的像素值称为亮度值(或称为灰度值、DN值)。
遥感概念DN值(Digital Number )是遥感影像像元亮度值,记录的地物的灰度值。
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有关。
遥感图像量化image quantification。
释文:按一定的函数关系将图像所代表的物理量分割成有限的离散等级,以使观测数据可用一定字长的二进制码表示,因此又称为数据编码。
量化后的级别称为图像的像元值、灰度或亮度,记为DN(digital number)。
DN值没有单位,数量级与像素深度有关,如果是无符号整型的就是0-255,符点型,无符号16位均根据其类型确定。
在遥感领域,定标一般分为几何定标和辐射定标两种。
几何定标即指对遥感图像几何特性进行校正,以还原为真实情况。
辐射定标指对遥感图像的辐射度进行校准,以实现定量遥感。
辐射定标一般也可称为校准,其主要目的是保证传感器获取遥感数据的准确性。
通常,采用系统自身内部监视环路和外部标准目标方法对系统链路中的各个环节进行误差修正,来实现辐射定标过程。
一般在主动式遥感系统中,辐射定标可以作得很好,可以认为在一定误差范围内实现了定量遥感。
环境一号卫星光学数据绝对定标环境一号卫星光学数据的遥感器校正分为绝对定标和相对辐射定标。
对目标作定量的描述,得到目标的辐射绝对值。
要建立传感器测量的数字信号与对应的辐射能量之间的数量关系,即定标系数,在卫星发射前后都要进行。
卫星发射前的绝对定标是在地面实验室或实验场,用传感器观测辐射亮度值已知的标准辐射源以获得定标数据。
卫星发射后,定标数据主要采用敦煌外场测量数据,此值一般在图像头文件信息中可以读取。
以下两表为敦煌场地测定的绝对定标数据。
表HJ 1A/B星绝对辐射定标系数(DN/W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1)利用绝对定标系数将DN值图像转换为辐亮度图像的公式为:L=DN/coe式中coe为绝对定标系数,转换后辐亮度单位为W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1。
由于以上定标系数为敦煌场采用单点法对中等反射率目标(戈壁)测定的结果,因此对于太阳反射光谱波段,建议针对中等反射率地物采用上面提供的绝对辐射定标系数。
对于HJ1B的红外相机,近红外波段绝对定标系数为4.2857,短波红外波段绝对定标系数为18.5579。
定标公式同前。
HJ-1B红外相机热红外通道绝对辐射定标系数为:增益53.473,单位:DN/(W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1);截距26.965,单位:DN。
利用绝对定标系数将DN值图像转换为辐亮度图像的公式为L=(DN-b)/coe,式中coe为绝对定标系数的增益,b为截距,转换后辐亮度单位为W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1。
HJ1B红外相机中红外波段则条带较为严重,不利于定量化应用。
遥感数字图像遥感数字图像是以数字形式记录的二维遥感信息,即其内容是通过遥感手段获得的,通常是地物不同波段的电磁波谱信息。
其中的像素值称为亮度值(或称为灰度值、DN值)。
遥感概念DN值(Digital Number )是遥感影像像元亮度值,记录的地物的灰度值。
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有关。
航天光学遥感器辐射定标原理与方法航天光学遥感器辐射定标原理与方法航天光学遥感器是指在航天器上安装的一种用于获取地球和其他天体信息的光学成像系统。
由于遥感技术的非接触式观测特点,其在地球观测、天文观测等领域,均有着广泛的应用。
而光学遥感器的辐射定标,则是光学遥感技术进行成像与定量分析的基础。
1.辐射定标原理辐射定标原理主要依据辐射定律以及将感兴趣的辐射信号与标准光源辐射信号进行比较,推导出反射率、亮度温度等参数。
在广义上,辐射定标包括到辐射模型难以模拟的重要参数校准,比如太阳辐射的传输和漫反射,大气成分和温度的影响等。
而在卫星地球观测中,辐射定标包含对卫星遥感数据的预处理,包括对大气校正,辐射定标,几何定标,归一化等处理。
2.辐射定标方法常用的辐射定标方法,包括相对法、绝对法和波段梯度法。
相对法是通过对待定标目标与稳定光源信号比较,进行定标。
绝对法则是用外界已知标准辐射源的辐射值,来计算待测样本的辐射值,进而进行定标。
波段梯度法,利用线性变换,将多波段遥感数据转换为标准测量参数,进而进行定标。
在实际应用中,同一类型的遥感器,业界通常通过定期定时的太阳点校准来检验传感器成像性质。
3.实现航天光学遥感器辐射定标的难点实现航天光学遥感器辐射定标的主要难点是环境干扰,尤其是在接近轨道高度的清洁高空大气中,降雨、云层、气溶胶等大气特征使太阳辐射受到影响。
此外,遥感器与地面的相对位置,地球的曲面形状和角度、阳光角度等环境因素的变化,也会影响遥感器接收到的光信号。
因此,精确进行辐射定标有着重要的意义。
同时,传统的定标技术也面临数据畸变和传感器亮度非均匀性等问题,要求对辐射模型和降雨模型等进行研究和求解。
总之,航天光学遥感器辐射定标是光学遥感技术中非常重要的一个环节,关系到遥感数据的定量分析和精确应用。
通过不断的研究和实践,相信在未来的发展中,航天光学遥感器的辐射定标方法及技术将得到不断完善及优化。
gf1b 辐射定标
摘要:
1.辐射定标的概念和意义
2.辐射定标的方法
3.辐射定标的应用
4.辐射定标的发展趋势
正文:
辐射定标是遥感技术中的一项重要工作,它主要是通过在地面上设立一些标志物,然后通过遥感器对这些标志物进行观测,从而确定遥感图像的辐射值。
这样一来,就可以将遥感图像的辐射值转化为实际的地面反射率,从而更准确地反映出地面的真实情况。
辐射定标的方法主要有两种,一种是基于模型的定标方法,另一种是基于数据的定标方法。
基于模型的定标方法是通过建立遥感图像辐射值和地面反射率之间的模型,从而实现辐射值的定标。
而基于数据的定标方法则是通过大量的已定标的地面数据,建立遥感图像辐射值和地面反射率之间的对应关系,从而实现辐射值的定标。
辐射定标在遥感技术中有着广泛的应用,它可以用于气象、环境监测、城市规划等领域。
例如,在气象领域,通过辐射定标,可以更准确地获取云层、大气等的辐射信息,从而提高天气预报的准确度。
随着遥感技术的发展,辐射定标的技术也在不断进步。