(定量遥感课件)绝对辐射定标

遥感影像辐射定标
遥感影像辐射定标是一个复杂的过程，具体步骤如下：
1.确定定标参数：辐射定标所需的参数通常存放在元数据文件中，用户可以从元数据文件中直接读取参数，从而完成定标。

2.绝对定标：把卫星传感器接收到的视场中已知反射率的地面目标作为参考，通过卫星传感器观测这类地面目标，从卫星传感器得到的测量值计算出该卫星传感器的定标系数，以此实现传感器的绝对定标。

3.相对定标：利用卫星同步观测的在轨绝对定标场地数据来计算卫星载荷不同探测器之间的相对光谱响应，并利用得到的在轨绝对辐射定标系数进行卫星载荷的星上亮温定标，从而得到卫星载荷红外通道的相对定标系数。

4.场地替代定标：在没有合适的在轨绝对辐射定标场地时，可以采用场地替代定标。

该方法是利用与在轨绝对辐射定标场地具有相似光谱特性并易于获取的场地作为替代场地，通过选择替代场地、获取替代场地的地表反射率数据、大气参数和同步卫星观测数据，计算得到在轨绝对辐射定标系数。

遥感影像辐射定标的目的是消除传感器本身的误差，确定传感器入口处的准确辐射值。

一、遥感图像几何处理包括粗加工和精加工
粗加工：只做系统误差改正（由构像方程）
精加工：消除图像中的几何变形，一是像素坐标的转换，将图像坐标转变为地图或地面坐标；二是对坐标变换后的像素亮度进行重采样。

（亮度重采样一般利用间接法，从空白的输出图像阵列出发，按行列的顺序依次对每个输出像素点位反求其原始图像坐标中的位置。

）
二、辐射处理包括传感器辐射定标和辐射校正
辐射定标包括绝对和相对定标，绝对定标要得到目标的辐射绝对值，相对辐射定标又称为传感器探测元件归一化，是为了校正传感器中各个探测元件响应度差异而对卫星传感器测量到的原始亮度值进行归一化的一种处理过程。

（辐射定标方法：MSS标定楔，TM星上定标光源，SPOT均匀场景图像，其他方法有直方图均衡化。

）
辐射校正是指消除或改正遥感图像成像过程中附加在传感器输出的辐射能量中的各种噪声的过程。

辐射校正包括影像的辐射校正、太阳高度角和地形影响引起的辐射误差校正、大气校正。

（地面辐射校正场——用来对辐射定标和辐射校正后的结果进行验证和修正，提高辐射定标和校正的精度。

）
一般情况下，用户得到的遥感图像在地面接收站处理中心已经作了辐射定标和辐射校正。

(2012-11-28 13:58:29)转载▼标签：分类：科研杂谈(2012-01-26 01:18:44)标签：分类：工作篇校园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订分为绝对定标和相对辐射定标。

对目标作定量的描绘，获取目标的辐射绝对值。

要成立传感器丈量的数字信号与对应的辐射能量之间的数目关系，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，用传感器观察辐射亮度值已知的标准辐射源以获取定标数据。

卫星发射后，定标数据主要采纳敦煌外场测量数据，此值一般在图像头文件信息中能够读取。

以下两表为敦煌场所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 1m1）定标系数（ DN/W m 2 sr 1m 1）卫星传感器Band1Band2Band3Band4CCD1HJ1ACCD2CCD1HJ1BCCD2利用绝对定标系数将DN值图像变换为辐亮度图像的公式为：L=DN/coe式中 coe 为绝对定标系数，变换后辐亮度单位为W m 2 sr 1m1。

因为以上定标系数为敦煌场采纳单点法对中等反射率目标（沙漠）测定的结果，所以关于太阳反射光谱波段，建议针对中等反射率地物采纳上边供给的绝对辐射定标系数。

关于 HJ1B的红外相机，近红外波段绝对定标系数为，短波红外波段绝对定标系数为。

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，单位： DN/（W m 2 sr 1 m 1）；截距，单位： DN。

利用绝对定标系数将 DN值图像变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，变换后辐亮度单位为W m 2 sr 1m1。

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，即其内容是经过遥感手段获取的，往常是地物不同波段的电磁波谱信息。

绝对辐射定标
绝对辐射定标是指将辐射源的辐射能量与参考标准进行比较，以确定辐射源的辐射强度的过程。

绝对辐射定标通常涉及使用辐射标准器件和测量设备，以确保测量结果的准确性和可追溯性。

在绝对辐射定标过程中，首先需要选择适当的辐射标准器件，例如辐射计、辐射热源或辐射源，这些器件已经经过精确的校准和认证。

然后，使用适当的测量设备，如辐射计、辐射计或光谱仪，对辐射源进行测量。

在测量过程中，通常需要根据测量设备的特性和工作原理，进行不同的校准和修正。

这可能涉及校正测量设备的响应函数、测量环境中的吸收和散射等影响因素。

最终，通过将辐射源的测量结果与参考标准进行比较，可以确定辐射源的绝对辐射强度。

这样的定标可以用于各种应用，如环境监测、光谱分析、辐射治疗等。

定标的准确性对于确保测量结果的可靠性和可比性非常重要。

辐射定标辐射定标定义：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。

分为三类：1.实验室定标：在遥感器发射之前对其进行的波长位置、辐射精度、空间定位等的定标，将仪器的输出值转换为辐射值。

有的仪器内有内定定标系统。

但是在仪器运行之后，还需要定期定标，以监测仪器性能的变化，相应调整定标参数。

1光谱定标，其目的是确定遥感传感器每个波段的中心波长和带宽，以及光谱响应函数2辐射定标绝对定标：通过各种标准辐射源，在不同波谱段建立成像光谱仪入瞳处的光谱辐射亮度值与成像光谱仪输出的数字量化值之间的定量关系相对定标：确定场景中各像元之间、各探测器之间、各波谱之间以及不同时间测得的辐射量的相对值。

2.机上和星上定标机上定标用来经常性的检查飞行中的遥感器定标情况，一般采用内定标的方法，即辐射定标源、定标光学系统都在飞行器上，在大气层外，太阳的辐照度可以认为是一个常数，因此也可以选择太阳作为基准光源，通过太阳定标系统对星载成像光谱仪器进行绝对定标。

3.场地定标（是最难的一个）场地定标指的是遥感器处于正常运行条件下，选择辐射定标场地，通过地面同步测量对遥感器的定标，场地定标可以实现全孔径、全视场、全动态范围的定标，并考虑到了大气传输和环境的影响。

该定标方法可以实现对遥感器运行状态下与获取地面图像完全相同条件的绝对校正，可以提供遥感器整个寿命期间的定标，对遥感器进行真实性检验和对一些模型进行正确性检验。

但是地面目标应是典型的均匀稳定目标，地面定标还必须同时测量和计算遥感器过顶时的大气环境参量和地物反射率。

原理：在遥感器飞越辐射定标场地上空时，在定标场地选择偌干个像元区，测量成像光谱仪对应的地物的各波段光谱反射率和大气光谱等参量，并利用大气辐射传输模型等手段给出成像光谱仪入瞳处各光谱带的辐射亮度，最后确定它与成像光谱仪对应输出的数字量化值的数量关系，求解定标系数，并估算定标不确定性。

基本技术流程：获取空中、地面及大气环境数据，计算大气气溶胶光学厚度，计算大气中水和臭氧含量，分析和处理定标场地及训练区地物光谱等数据，获取定标场地数据时的几何参量和时间，将获取和计算的各种参数带入大气辐射传输模型，求取遥感器入瞳时的辐射亮度，计算定标系数，进行误差分析，讨论误差原因。

实验二遥感图像的辐射定标1.实验目的与意义：（1）了解辐射定标原理（2）使用ENVI软件自带的定标工具定标（3）学习波段运算进行辐射定标2.为什么要进行辐射定标，定标的原理是什么？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。

原理：辐射定标是将传感器记录的电压或数字量化值（DN）转换为绝对辐射亮度值（辐射率）的过程，或者转换为与地表（表观）反射率、表面温度等物理量有关的相对值的处理过程。

3.辐射定标过程一般有两种方式：第一种：利用计算公式，在ENVI中利用band math计算福亮度和反射率。

第二种：利用ENVI自带的定标工具进行定标，获取福亮度或反射率。

第一种方法：用波段运算得到Radiance和Reflectance（1）表观辅亮度radiance的计算radiance=（（lmax-lmin）/（qcalmax-qcalmin）*（qcal-qcalmin）+lmin其中：radiance –表观辐亮度qcal-----DN（也就是影像数据本身）；lmax 和lmin是从参数表中查询；qcalmax 是DN值的最大值，对于TM是8bit来说，qcalmax=255；Qcalmin 是DN值的最小值，一般为0即（2）表观反射率的计算ρ=π*L*d2/（ESUN*cos（θ））其中ρ为表观反射率；L为上一步计算出来的表观辐亮度；d为日地距离，这个数据通过下面的表格中获取；ESUN为大气层外的太阳辐射,也可以说是传感器接收处的太阳辐射；θ为太阳天顶角。

（这个可以通过影像的元数据获取）在本次实验的数据中radiance=（193+1.52）/255*b1-1.52Reflectance=3.14*（b1）*1.0128^2/（1957*0.7381）步骤如下：打开文件L5120036_03620100819_MTL.txt ，点击Band Math，输入(193+1.52)/255*b1-1.52，之后即可计算出辐射度，文件保存为radiance1。

遥感图像辐射定标时间:2010-02-19 17:10来源:未知作者:admin我们常用影像的像元值大多是经过量化的、无量纲的DN值，而进行遥感定量化分析时，常用到辐射亮度值、反射率值、温度值等物理量。

传感器定标就是要获得这些物理量的过程。

传感器定标很多地方又名为辐射定标，严格意义上讲，辐射定标是传感器定标的一部分内容我们常用影像的像元值大多是经过量化的、无量纲的DN值，而进行遥感定量化分析时，常用到辐射亮度值、反射率值、温度值等物理量。

传感器定标就是要获得这些物理量的过程。

传感器定标很多地方又名为辐射定标，严格意义上讲，辐射定标是传感器定标的一部分内容。

以下是国内的定义，如赵英时等《遥感应用分析原理与方法》上描述：定标是将遥感器所得的测量值变换为绝对亮度或变换为与地表反射率、表面温度等物理量有关的相对值的处理过程。

或者说，遥感器定标就是建立遥感器每个探测器输出值与该探测器对应的实际地物辐射亮度之间的定量关系；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（陈述彭）。

辐射亮度的典型的单位为：W/cm2.μm.sr（瓦特/平方厘米.微米.球面度）我们总结以上的定义，通俗的说法：传感器定标就是将图像的数字量化值（DN）转化为辐射亮度值或者反射率或者表面温度等物理量的处理过程。

其中反射率又分为大气外层表观反射率和地表实际反射率，后者又属于大气校正的范畴，有的时候也会将大气校正纳入传感器定标的一种途径。

传感器定标可分为绝对定标和相对定标。

绝对定标是获取图像上目标物的绝对辐射值等物理量；相对定标是将图像目标物辐射量归一化某个值范围内，比如以其他数据作为基准。

传感器定标可分为三个阶段或者说三个方面内容：①发射前的实验室定标；②基于星载定标器的星上定标；③发射后的定标（场地定标）。

ENVI支持很多数据的定标，包括ASTER、MODIS、AVHRR, MSS, TM ,QuickBird, WorldView-1,TIMS等。

遥感影像辐射定标摘要：1.遥感影像辐射定标的概述2.遥感影像辐射定标的方法3.遥感影像辐射定标的应用4.遥感影像辐射定标的未来发展正文：【一、遥感影像辐射定标的概述】遥感影像辐射定标是指通过一定的方法和技术，将遥感传感器获取的数字影像数据转换为实际辐射亮度的过程。

在遥感影像处理中，辐射定标是关键步骤之一，其目的是获取地表真实的辐射亮度信息，为后续遥感影像的解译和分析提供准确的数据基础。

【二、遥感影像辐射定标的方法】遥感影像辐射定标的方法主要分为以下几种：1.实验室定标：通过在实验室内模拟不同辐射亮度的场景，对遥感传感器进行辐射定标。

实验室定标可以获取较为精确的定标数据，但需要专门的设备和技术。

2.野外定标：野外定标是在实际的自然环境中进行的，通过对已知的辐射亮度进行测量，获取遥感传感器的响应值，从而实现辐射定标。

野外定标较为简便，但受实际环境因素的影响，定标数据的精度相对较低。

3.星上定标：星上定标是指在遥感卫星运行过程中，利用卫星上的仪器对太阳、地球等辐射源进行观测，从而实现遥感传感器的辐射定标。

星上定标具有较高的精度，但需要卫星具备相应的技术和设备。

【三、遥感影像辐射定标的应用】遥感影像辐射定标在许多领域都有广泛的应用，如：1.环境监测：通过对遥感影像进行辐射定标，可以获取地表真实的辐射亮度信息，从而实现对环境污染、生态破坏等问题的监测和评估。

2.农业应用：在农业领域，遥感影像辐射定标可以为农作物估产、病虫害预测等提供重要依据。

3.城市规划：通过对城市地区的遥感影像进行辐射定标，可以获取城市建设、土地利用等方面的详细信息，为城市规划和管理提供支持。

【四、遥感影像辐射定标的未来发展】随着遥感技术的不断发展，遥感影像辐射定标将面临更高的要求和挑战。

未来的遥感影像辐射定标将朝着以下几个方向发展：1.定标方法的改进：为了提高遥感影像辐射定标的精度和效率，未来将会出现更多新型的定标方法和技术。

2.星上定标技术的普及：随着卫星遥感技术的发展，星上定标技术将得到更广泛的应用。

如何进行遥感图像的辐射定标与校正遥感技术在现代科学和应用中起着重要作用，遥感图像的辐射定标与校正是遥感数据处理中的关键步骤。

本文将从辐射定标的意义、方法以及校正过程中的一些技巧等方面进行论述。

一、辐射定标的意义辐射定标是将遥感图像的数字值转化为物理量的过程。

只有进行了辐射定标，才能使遥感图像的数据具有可比性和可解释性，从而形成科学研究的基础。

二、辐射定标的方法1. 光谱辐射定标法：通过获取遥感仪器测量的光谱辐射数据，使用辐射定标模型将数字值转化为辐射亮度，进而计算出地物的反射率或辐射通量等物理量。

2. 绝对辐射定标法：利用地基大气观测站的测量数据，结合传感器的特性和物理模型，确定辐射定标系数，将遥感图像的数字值转化为绝对辐射率。

三、校正过程中的技巧1. 基于地物反射率的校正：地物反射率的不同可导致遥感图像的光谱反差。

通过对遥感图像的不同波段进行反射率校正，可以减少地物反射率的影响，提高图像质量。

2. 大气校正：大气中的气溶胶、水汽等成分会影响遥感图像的辐射亮度。

通过利用大气校正模型和大气参数的反演，可以减少大气效应带来的干扰，获得准确的地物信息。

3. 条带状影像校正：由于遥感卫星的飞行模式，获取的图像通常呈现出条带状影像。

通过运用特定的校正算法，可以消除条带状影像，获得均匀一致的遥感图像。

4. 地物光谱库的应用：地物光谱库是通过实地采样和光谱测量形成的，通过与遥感图像进行匹配，可以进行光谱校正和分类，提高遥感图像的精度和可靠性。

四、遥感图像辐射定标与校正的应用遥感图像辐射定标与校正的目的是为了提高图像的质量和可解释性，从而在各个领域获得更准确的数据。

例如在农业领域，通过遥感图像的辐射定标与校正，可以监测作物的生长状态和病虫害情况，为农业生产提供科学依据。

在环境监测中，遥感图像的辐射定标与校正可以用于水体悬浮物浓度的估算、气溶胶成分的监测等，为环境保护和管理提供数据支持。

此外，在城市规划、资源调查、自然灾害监测等方面，遥感图像的辐射定标与校正也发挥着重要作用。