大气辐射传输校正模型(5S,modtran,acorn)

[转载]大气辐射传输模型已有 968 次阅读2010-11-6 14:31|个人分类:未分类|系统分类:科普集锦|关键词:辐射传输转自/s/blog_4b700c4c0100jgl7.html相对辐射校正和绝对辐射校正基于物理模型的绝对辐射校是利用一系列参数(例如，卫星过境时的地物反射率，大气的能见度，太阳天顶角和卫星传感器的标定参数等)将遥感图像进行校正的方法。

仪器引起的误差畸变一般在数据生产过程中由生产单位根据传感器参数进行了校正。

对于用户来所，绝对辐射校正的方法主要是辐射传输模型法，该方法校正精度较高，它是利用电磁波在大气中的辐射传输原理建立起来的模型对遥感图像进行大气校正的方法。

由于有不同的不同的假设条件和适用的范围，因此产生很多可选择的大气较正模型，例如 6S模型、LOWTRAN模型、MODTRAN模型、ATCOR模型等。

基于统计模型的相对辐射校正,主要包括不变目标法、黑暗像元法与直方图匹配法等等。

不变目标法假定图像上存在具有较稳定反射辐射特性的像元，并且可确定这些像元的地理意义，那么就称这些像元为不变目标，这些不变目标在不同时相的遥感图像上的反射率将存在一种线性关系。

当确定了不变目标以及它们在不同时相遥感图像中反射率的这种线性关系，就可以对遥感图像进行大气校正。

黑暗像元法的基本原理就是在假定待校正的遥感图像上存在黑暗像元区域、地表朗伯面反射、大气性质均一，忽略大气多次散射辐照作用和邻近像元漫反射作用的前提下，反射率很小的黑暗像元由于大气的影响，而使得这些像元的反射率相对增加，可以认为这部分增加的反射率是由于大气程辐射的影响产生的。

利用黑暗像元值计算出程辐射，并代入适当的大气校正模型，获得相应的参数后，通过计算就得到了地物真实的反射率。

直方图匹配法是指如果确定某个没有受到大气影响的区域和受到大气影响的区域的反射率是相同的，并且可以确定出不受影响的区域，就可以利用它的直方图对受影响地区的直方图进行匹配处理。

遥感数字图像处理知到章节测试答案智慧树2023年最新西北师范大学第一章测试1.数字图像本质上就是一个存储数字的矩阵，是你肉眼直接看不见的。

（）参考答案:对2.在同等水平条件下，模拟图像的成像效果比数字图像更好。

（）参考答案:对3.采样就是指电磁辐射能量的离散化。

（）参考答案:错4.按照数字图像的光谱特性可以将图像分为彩色图像和黑白图像。

（）参考答案:错5.任何一幅图像都有自己对应的直方图，但相同的直方图可能对应于不同的图像。

（）参考答案:对6.图像显示时的屏幕分辨率等同于图像空间分辨率。

（）参考答案:错7.时间分辨率是指对同一区域进行重复观测的最小时间间隔，也称为重访周期。

（）参考答案:对8.数字图像的灰度分辨率越高，可展现在屏幕上的灰度级越多，说明图像显示的灰度层次越丰富。

（）参考答案:对9.为了使同一波段的像素保证存储在一块，从而保持了像素空间的连续性。

应该选择（）存储方式.参考答案:BSQ10.遥感影像灰度直方图反映的是一幅图像中各灰度级像素出现的（）。

参考答案:频率11.已知一幅数字图像的辐射量化等级是4 bit，则这幅图像所存储的灰度值范围是（）。

参考答案:0－1512.一台显示器的屏幕在水平方向显示800个像元，在垂直方向显示600个像元，则表示该显示器的分辨率为（）dpi。

参考答案:80060013.从连续图像到数字图像需要（）。

参考答案:采样和量化14.下面哪些特征参数直接影响数字图像的信息含量？（）参考答案:光谱分辨率;时间分辨率15.下列图像中属于单波段图像的是（）。

参考答案:二值图像;伪彩色图像16.遥感数字图像直方图的作用有（）。

参考答案:计算图像的信息量;辅助计算图像中物体的面积;辅助图像分割时的边界阈值选择;辅助判断图像数字化量化是否恰当17.遥感数字图像的质量可用以下哪些分辨率来衡量？（）参考答案:空间分辨率;时间分辨率;光谱分辨率;辐射分辨率;温度分辨率18.常用的颜色空间模型有（）。

大气校正原理大气校正是遥感影像处理中的一个重要环节，它是指根据大气光学特性对遥感影像进行校正，以消除大气因素对影像的干扰，使得影像更加真实和准确。

大气校正原理是基于大气对遥感影像的影响进行分析和处理，通过数学模型和物理原理来实现对影像的校正。

下面将从大气光学特性、大气校正的基本原理以及常用的大气校正方法进行介绍。

1. 大气光学特性。

大气光学特性是指大气对太阳辐射的吸收、散射和透射等光学过程。

在遥感影像中，大气光学特性主要表现为大气散射和吸收对影像的遮蔽和变暗效应。

大气散射会导致影像中出现较大的散射光斑和较低的对比度，而大气吸收则会导致影像中出现较大的暗区和光斑不均匀现象。

因此，了解大气光学特性对于进行大气校正具有重要的意义。

2. 大气校正的基本原理。

大气校正的基本原理是通过建立大气光学模型，对影像进行修正，消除大气因素对影像的影响。

大气校正的过程可以简单描述为，首先，根据大气光学特性建立大气传输模型，模拟大气对太阳辐射的吸收和散射过程；然后，根据影像中的光谱信息和地物特性，对影像进行大气校正，消除大气因素的影响，使得影像更加真实和准确。

3. 常用的大气校正方法。

目前，常用的大气校正方法主要包括大气校正模型和大气校正软件两种。

大气校正模型是基于大气光学特性建立的数学模型，如大气校正模型6S、MODTRAN等，通过模拟大气传输过程，对影像进行校正。

而大气校正软件则是基于这些模型开发的软件工具，如ATCOR、FLAASH等，能够快速、准确地对影像进行大气校正处理。

总结。

大气校正是遥感影像处理中的一个重要环节，它能够消除大气因素对影像的干扰，使得影像更加真实和准确。

大气校正的原理是基于大气光学特性建立数学模型，通过模拟大气传输过程对影像进行校正。

常用的大气校正方法主要包括大气校正模型和大气校正软件两种。

通过对大气校正原理的了解，能够更好地进行遥感影像处理和应用。

在遥感的实际应用中，常用很多简化的手段，如假设地面为朗伯面，排除云的存在，采用有关标准大气模式及大气气溶胶模式等，一次产生了许多不同类型的大气辐射传输模型，主要分为两类，1）采用大气的光学参数2）直接采用大气物理参数如lowtran、modtran等大气辐射近似计算模型，而且还增加了多次散射计算1. 5s模型该模型的代码模拟计算海平面上的均匀朗伯体目标的反射率，并假定大气吸收作用与散射作用可以耦合，就像吸收粒子位于散射层的上面一样，则大气上层测量的目标反射率可以表示为，海平面处朗伯体的反射率大气透过率分子、气溶胶层的内在反射率有太阳到地表再到传感器的大气透过率S为大气的反射率大气传输辐射校正模型－3 modtran该模型是由美国空军地球物理实验室研制的大气辐射模拟计算程序，在遥感领域被广泛应用于图像的大气校正。

lowtran7是一个光谱分辨率20cm－1，的大气辐射传输实用软件，它提供了6种参考大气模式的温度、气压、密度的垂直廓线，水汽、臭氧、甲烷、一氧化碳、一氧化二氮的混合比垂直廓线，其他13种微量气体的垂直廓线，城乡大气气溶胶、雾、沙尘、火山喷发物、云、雨的廓线，辐射参量（如消光系数、吸收系数、非对称因子的光谱分布），以及地外太阳光谱。

lowtran7可以根据用户的需要，设置水平、倾斜、及垂直路径，地对空、空对地等各种探测几何形式，适用对象广泛。

lowtran7的基本算法包括透过率计算方法，多次散射处理和几何路径计算。

1）多次散射处理lowtran 采用改进的累加法，自海平面开始向上直至大气的上界，全面考虑整层大气和地表、云层的反射贡献，逐层确定大气分层每一界面上的综合透过率、吸收率、反射率和辐射通量。

再用得到的通量计算散射源函数，用二流近似解求辐射传输方程。

2）透过率计算该模型在单纯计算透过率或仅考虑单次散射时，采用参数化经验方法计算带平均透过率，在计算多次散射时，采用k－分布法3）光线几何路径计算考虑了地球曲率和大气折射效应，将大气看作球面分层，逐层考虑大气折射效应由于lowtran直接使用大气物理参数，因而需要按照下列方法计算出与lowtran使用的大气物理参数相对应的大气光学参数179页4.modtran辐射传输模型modtran可以计算0到50000cm－1的大气透过率和辐射亮度，它在440nm到无限大的波长范围精度是2cm－1，在22680到50000cm－1紫外波（200-440nm）范围的精度是20cm－1，在给定辐射传输驱动、气溶胶和云参数、光源与遥感器的几何立体对和地面光谱信息的基础上，根据辐射传输方程来计算大气的透过率以及辐射亮度。

北京揽宇方圆信息技术有限公司遥感卫星影像辐射校正方法影像辐射校正原理辐射校正是指对由于外界因素，数据获取和传输系统产生的系统的、随机的辐射失真或畸变进行的校正，消除或改正因辐射误差而引起影像畸变的过程。

利用传感器观测目标的反射或辐射能量时，所得到的测量值与目标的光谱反射率或光谱辐射亮度等物理量之间的差值叫做辐射误差。

辐射误差造成了遥感图像的失真，影响遥感图像的判读和解译，因此，必须进行消除或减弱。

需要指出的是，导致遥感图像辐射量失真的因素很多，除了由遥感器灵敏度特性引起的畸变之外，还有视场角、太阳角、地形起伏以及大气吸收、散射等的强烈影响。

遥感图像辐射校正主要包括三个方面：（1）传感器的灵敏度特性引起的辐射误差，如光学镜头的非均匀性引起的边缘减光现象、光电变换系统的灵敏度特性引起的辐射畸变等；（2）光照条件差异引起的辐射误差，如太阳高度角的不同引起的辐射畸变校正、地面倾斜、起伏引起的辐射畸变校正等；（3）大气散射和吸收引起的辐射误差改正。

辐射校正的目的主要包括：1、尽可能消除因传感器自身条件、薄雾等大气条件、太阳位置和角度条件及某些不可避免的噪声等引起的传感器的测量值与目标的光谱反射率或光谱辐射亮度等物理量之间的差异；2、尽可能恢复图像的本来面目，为遥感图像的识别、分类、解译等后续工作奠定基础。

辐射校正分为辐射定标和大气校正两部分。

辐射定标是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绝对的辐射亮度，这个过程就是辐射定标。

大气校正是指传感器最终测得的地面目标的总辐射亮度并不是地表真实反射率的反映，其中包含了由大气吸收，尤其是散射作用造成的辐射量误差。

大气校正就是消除这些由大气影响所造成的辐射误差，反演地物真实的表面反射率的过程。

辐射校正流程图影像辐射校正方法辐射定标主要分为两种类型：统计型和物理型。

统计型是基于陆地表面变量和遥感数据的相关关系，优点在于容易建立并且可以有效地概括从局部区域获取的数据，例如经验线性定标法，内部平场域法等，另一方面，物理模型遵循遥感系统的物理规律，它们也可以建立因果关系。

大气矫正参数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述是文章引言的一部分，用于简要介绍文章的主题和内容。

在本文中，我们将讨论大气矫正参数的概念和相关内容。

大气矫正参数是一种用于校正遥感图像中由大气层引起的主要扰动的参数，能够提高遥感图像的质量和准确性。

通过消除大气层对图像的影响，我们可以更好地获取地表物体的真实反射率信息。

本文将主要介绍大气矫正参数的基本原理和常见方法。

首先，我们将探讨大气矫正参数的定义和作用，解释为什么大气层会引起遥感图像的扰动，并提出采用大气矫正参数进行校正的必要性。

接下来，我们将详细介绍大气矫正参数的计算方法和常见模型。

大气矫正参数的计算涉及到大量的物理原理和数学模型，我们将介绍一些经典的大气校正模型，如ATCOR、MODTRAN等，并比较它们的优缺点。

此外，我们还将讨论大气矫正参数的应用领域和实际案例。

大气矫正参数在地质勘探、环境监测、农业、城市规划等领域具有广泛的应用价值。

通过实际案例的介绍，我们将展示大气矫正参数在图像处理中的实际效果和应用效益。

最后，我们将对大气矫正参数的未来发展进行展望。

由于大气校正技术在遥感图像处理中的重要性，未来的研究将更加注重新的矫正方法和模型的开发。

我们预计随着技术的不断进步，大气矫正参数将在遥感图像处理中发挥更加重要的作用。

通过本文的阅读，读者将了解大气矫正参数的基本概念和原理，并对大气校正技术的应用和发展有更深入的认识。

本文旨在为相关领域的研究人员和工程师提供一些参考和指导，以促进大气矫正参数的进一步研究和应用。

文章结构部分的内容可以按照以下方式进行编写：文章结构:本文主要分为引言、正文和结论三个部分。

1. 引言：引言部分主要对大气矫正参数进行概述，并介绍文章的结构和目的。

1.1 概述：在这一节中，我们将简要介绍大气矫正参数的概念和作用。

大气矫正参数是指在遥感图像处理中，用于消除由于大气层对图像的干扰而产生的误差和偏差的参数。

通过准确计算和应用大气矫正参数，可以提高遥感图像的质量和准确度，使得图像结果更加真实和可靠。

大气辐射传输模型及其软件∗焦斌亮 高志强 李素静 白云燕山大学信息科学与工程学院，河北 秦皇岛 066004摘 要：本文主要阐述了大气辐射传输模型在大气订正中的应用，介绍了大气辐射传输原理，详细地叙述了6S 、LOWTRAN 、MODTRAN 和 FASCODE 等模型，同时提到了在以上模型基础上发展起来的其它辐射传输模型及软件，并对相应的模型及软件的共同特点和主要区别进行了比较，认为大气辐射传输模型在当前的大气订正模型中依然是比较可靠而常用的方法。

关键词：大气订正 辐射传输 6S MODTRAN1 引 言大气订正是遥感技术的重要组成部分，主要包括大气参数估计和地表反射率反演两个方面。

如果获得了大气特性参数，进行大气订正就变得相对容易，但是获得准确的大气特性参数通常比较困难。

通常有两类方法用辐射传输方程来计算大气订正函数：一种是直接的方法，对于大气透过率函数和反射率函数，通过对模型的积分来得到；另一种是间接的方法，它不是直接计算所需要的大气订正函数，而是通过辐射传输模型输出的表观反射率，结合模型输入的参数来求解。

大气订正方法有很多，比如：基于图像特征的相对订正法、基于地面线形回归模型法、大气辐射传输模型法和复合模型法等。

它是利用电磁波在大气中的辐射传输原理建立起来的模型对遥感图像进行大气订正的方法。

其中，大气辐射传输模型(Atmospheric Radiative Transfer Model)法是较常用的大气订正方法，它用于模拟大气与地表信息之间耦合作用的结果，其过程可以描述为地表光谱信息与大气耦合以后，在遥感器上所获得的信息，其中考虑了光子与大气相互作用机理，物理意义明确，具有很高的反演精度。

2 大气辐射传输原理电磁辐射在介质中传输时，通常因其与物质的相互作用而减弱。

辐射强度的减弱主要是由物质对辐射的吸收和物质散射所造成的，有时也会因相同波长上物质的发射以及多次散射而增强，多次散射使所有其它方向的一部分辐射进入所研究的辐射方向。

MODTRAN介绍使用MODTRAN（Moderate Resolution Atmospheric Transmission）是一种常用的大气传输模型，它用于计算大气对电磁辐射的传输和吸收。

MODTRAN模型提供了一个完整的大气光谱模拟平台，可用于研究各种应用领域，如气象学、环境监测、红外/可见光传输和遥感应用等。

在本文中，我们将详细介绍MODTRAN的使用方法和其在不同领域中的应用。

首先，我们将介绍MODTRAN的基本原理。

MODTRAN是由美国空军强大的光谱计算模型，它模拟了地球大气对辐射的传输和吸收过程。

该模型基于辐射传输方程，将大气分为多个垂直层，考虑大气中的气体吸收、散射、云层、地面和大气透过率等因素。

它可以准确地计算不同波长和角度的电磁辐射的透过率、散射率和吸收率。

为了使用MODTRAN模型，首先需要提供准确的大气和地表输入参数。

这些参数包括大气柱密度、大气温度和湿度剖面、大气组分（如O3、CO2、CH4）的垂直分布、地表反射率和大气底部温度等。

MODTRAN提供了一个用户友好的界面，可以通过输入参数文件来设置这些参数。

此外，用户还可以选择辐射源的类型和光谱范围，并设定所需的输出参数。

一旦输入参数设置完毕，用户可以运行MODTRAN程序来计算大气传输模拟。

MODTRAN将计算地球表面和大气中不同波长的辐射的透过率、散射率和吸收率。

它还可以计算辐射在不同视场角度和观测高度下的光谱。

MODTRAN模型广泛应用于不同领域。

在气象学中，MODTRAN可以评估大气对太阳辐射的散射和吸收，从而帮助预测地面的能量平衡和气候变化。

在环境监测中，MODTRAN可以估计大气中的污染物的传输和扩散，从而帮助监测和控制大气污染。

在红外/可见光传输中，MODTRAN可以模拟和优化激光通信系统、红外导引系统和遥感系统的性能。

此外，MODTRAN还可以用于军事应用、地球观测、无人机导航等领域。

总结起来，MODTRAN是一个强大的大气传输模型，可用于计算大气对电磁辐射的传输和吸收。