遥感图像的辐射定标与校正(一)

遥感图像的辐射校正实验报告1. 实验目的和内容实验目的：（1）复习巩固课堂上所学的对遥感图像的辐射校正，掌握这些校正方法的基本原理和方法，理解遥感图像辐射校正的意义;（2）实际学习对遥感图像进行绝对大气校正、相对大气校正的FLAASH和黑暗像元法;实验内容：（1）绝对大气校正将遥感图像的DN值转换为地表反射率、地表辐射率、地表温度等的方法。

本次实验通过FLAASH法进行绝对大气纠正。

（2）相对大气校正校正后得到的图像，相同的DN值表示相同的地物反射率，其结果不考虑地物的实际反射率。

本次实验通过黑暗像元法进行相对大气纠正。

2. 图像处理方法和流程A.绝对大气校正1、加载影像，打开ENVI，file>>open image file，打开L71120038_03820030128_MTL.txt2、辐射定标FLAASH模块需要输入的是经过辐射定标后的BIL/BIP文件，ENVI >> basic tools >>preprocessing > >calibration utilities >> Landsat calibration3、格式转换上述计算得到的存储方式为BSQ，FLAASH大气校正对于波段存储的要求为BIL/BIP格式，ENVI >> basic tools>> convert data (BSQ ,BIL ,BIP)4、FLAASH大气校正（1）ENVI>>basic tools>>preprocessing>>calibration utilities>> FLAASH，选择需要校正的数据。

选用第二种，设置Single scale factor：10。

（2）设置输入与输出文件①进入地理空间数据云，查询影像参数。

点击数据资源—LANDSAT系列数据—输入数据标识进行二次筛选—选择信息②查询图像的基本信息③设置Sensor类型为Landsat TM7，传感器参数被自动填写，影像和传感器参数查询数据相关信息后输入。

ENVI软件基本操作——辐射校正、辐射定标、⼤⽓校正、⼏何校
正
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
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 reflectance
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（⼤⽓外层表⾯反射率），这个过程就是辐射定标。

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
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。

分类：统计型和物理型。

辐射定标和大气校正操作辐射定标和大气校正是遥感图像处理中非常重要的环节，它们能够有效地消除大气干扰和地物表面反射率差异等因素对遥感图像的影响，从而得到更为精确的遥感信息。

本文将分别介绍辐射定标和大气校正的基本原理、方法和应用，并探讨它们在遥感图像处理中的重要作用。

一、辐射定标1.基本原理辐射定标是指通过对遥感仪器的响应进行准确的实验测定和模型估计，将数字遥感数据中的像元值转换为表观辐射亮度。

在遥感图像处理中，辐射定标是将数字数值转换为真实物理量的过程，包括辐射定标系数的获取和数据的辐射定标转换。

2.方法辐射定标的方法主要包括实地观测、辐射反演法和模型估算法。

其中，实地观测是指通过在地面上设置观测站点，利用辐射仪器对地表进行测量，获取地面真实辐射亮度，以此来建立数字值和真实辐射亮度之间的关系。

辐射反演法是指通过大气传输模型和辐射传输方程来估算大气对遥感数据的影响，并进一步进行辐射定标。

模型估算法是指利用已有的大气传输模型和地表反射率模型，通过数值方法来进行遥感图像的辐射定标。

3.应用辐射定标的应用主要包括地球观测卫星的遥感数据处理、遥感影像的信息提取、环境变化分析和生态监测等领域。

利用辐射定标后的遥感数据可以更准确地获取地表反射率、地表温度和大气成分等信息，从而为环境监测、资源管理和灾害预警提供更为可靠的数据支持。

二、大气校正1.基本原理大气校正是指利用大气传输模型和辐射传输方程，对遥感数据进行修正，消除大气对遥感图像的干扰和影响，还原地物表面的真实辐射亮度。

大气校正主要考虑大气吸收、散射和反照，以及大气对太阳辐射的衰减和地表反射率的影响。

2.方法大气校正的方法主要包括模型校正和经验校正。

其中，模型校正是指利用大气传输模型和辐射传输方程，对遥感数据进行数值计算，得到校正系数，进而进行大气校正。

经验校正是指利用多源遥感数据、气象数据和地面监测数据，结合统计模型和经验模型，对遥感数据进行修正，消除大气干扰。

辐射定标和大气校正操作
辐射定标和大气校正是遥感影像处理中非常重要的一步，这一步操作的目的是消除遥感影像中的大气影响和提高遥感数据的准确性和可靠性。

一、辐射定标
辐射定标是指将遥感图像数字值转化为物理量，如辐射亮度或辐射能量密度，以便进行后续的研究和分析。

通过辐射定标，可以获取遥感图像的定量数据，从而进一步分析地表特征的反射率、温度等参数，为后续的研究和应用提供基础数据支撑。

辐射定标的主要流程包括以下几个步骤：
1.获取探测器和辐射源的响应函数。

2.进行黑体校正，得到辐射量的响应函数，即反演探测器的响应曲线。

3.确定大气辐射的影响，校正大气辐射，得到地表辐射的响应函数。

4.计算出地表反射率或辐射亮度等物理量。

二、大气校正
大气校正是指消除地表反射光谱数据中大气的影响，使我们能够更好地理解地表物质的本质。

遥感定量分析中的准确性和可靠性依赖于获取地表反射信息的过程中，大气影响的有效消除。

大气校正的主要流程包括以下几个步骤：
1.利用透过率、底层反射系数、相对湿度等气象信息，建立大气传输模型。

2.对遥感图像进行预处理，包括辐射定标、大气校正系数的确定以及去除云层、雾霾等非地表干扰因素。

3.根据大气传输模型，计算出地表反射率。

4.对反射率数据进行归一化处理，以消除不同时间、不同地点之间的反射率差异，使其成为具有比较性的数据。

总之，辐射定标和大气校正是遥感影像处理中最基础的处理步骤之一，对遥感图像的质量和后续的数据应用和分析具有非常重要的意义。

遥感影像辐射定标摘要：一、引言二、遥感影像辐射定标的概念与意义三、遥感影像辐射定标的方法1.辐射定标的基本原理2.辐射定标的实现步骤3.辐射定标的关键技术四、遥感影像辐射定标的应用五、我国遥感影像辐射定标的发展现状与展望六、总结正文：一、引言遥感影像辐射定标是遥感技术中不可或缺的一个环节，它对遥感数据的准确性和可靠性起着决定性的作用。

本文将从遥感影像辐射定标的概念、方法、应用以及我国的发展现状等方面进行详细介绍。

二、遥感影像辐射定标的概念与意义遥感影像辐射定标是指将遥感传感器接收到的辐射能量转换为具有实际意义的光谱辐射强度或反射率的过程。

辐射定标的意义在于：使遥感数据具有统一、稳定的量纲和单位，便于不同传感器之间的数据对比和应用；消除传感器自身特性和大气影响等因素导致的辐射误差，提高数据精度。

三、遥感影像辐射定标的方法1.辐射定标的基本原理辐射定标的基本原理是根据传感器接收到的辐射能量与辐射源之间的关系，建立辐射强度与数字值之间的转换关系。

这一关系通常通过辐射传输模型和传感器响应函数的耦合来实现。

2.辐射定标的实现步骤（1）选择合适的辐射定标场地，进行实地测量。

（2）收集与定标场地同步的遥感影像，并对影像进行预处理。

（3）根据实地测量数据，构建辐射定标模型。

（4）利用辐射定标模型，对遥感影像进行辐射定标处理。

（5）检验辐射定标结果，评估定标精度。

3.辐射定标的关键技术（1）辐射定标场的选择与设计。

（2）辐射测量设备的选取与校准。

（3）辐射传输模型的建立与验证。

（4）传感器响应函数的获取与修正。

四、遥感影像辐射定标的应用遥感影像辐射定标在环境监测、资源调查、气候变化研究等领域具有广泛的应用。

通过辐射定标，可以获得准确的地表反射率、地表温度等遥感数据，为后续的数据分析与应用提供可靠的基础。

五、我国遥感影像辐射定标的发展现状与展望近年来，我国遥感影像辐射定标技术取得了显著的成果，不仅在理论研究方面有所突破，还成功应用于多个遥感项目中。

第六章遥感图像辐射校正名词解释：辐射定标、绝对定标、相对定标、辐射校正、大气校正、图像增强、累积直方图、直方图匹配、NDVI、图像融合1、辐射定标：是指传感器探测值的标定过程方法，用以确定传感器入口处的准确辐射值。

2、绝对定标：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，对目标作定量的描述，得到目标的辐射绝对值。

3、相对定标：又称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。

最终得到的是目标中某一点辐射亮度与其他点的相对值。

4、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。

5、大气校正：是指消除大气对阳光和来自目标的辐射产生的吸收和散射影响的过程。

6、图像增强：为了特定目的，突出遥感图像中的某些信息，削弱或除去某些不需要的信息，使图像更易判读。

7、累积直方图：以累积分布函数为纵坐标，图像灰度为横坐标得到的直方图称为累积直方图。

8、直方图匹配：是通过非线性变换使得一个图像的直方图与另一个图像直方图类似。

也称生物量指标变化，可使植9、NDVI：归一化差分植被指数。

NDVI=B7−B5B7+B5被从水和土中分离出来。

10、图像融合：是指将多源遥感图像按照一定的算法，在规定的地理坐标系，生成新的图像的过程。

问答题：1．根据辐射传输方程，指出传感器接收的能量包含哪几方面，辐射误差及辐射误差纠正内容是什么。

根据辐射传输方程，传感器接收的电磁波能量包含三部分：1）太阳经大气衰减后照射到地面，经地面发射后又经过大气的二次衰减进入传感器的能量；2）大气散射、反射和辐射的能量；3）地面本身辐射的能量经过大气后进入传感器的能量。

辐射误差包括：1）传感器本身的性能引起的辐射误差；2）大气的散射和吸收引起的辐射误差；3）地形影响和光照条件的变化引起的辐射误差。

辐射误差纠正的内容是传感器辐射定标和辐射误差校正等。

遥感图像的辐射校正实验报告1. 实验目的和内容实验目的：（1）复习巩固课堂上所学的对遥感图像的辐射校正，掌握这些校正方法的基本原理和方法，理解遥感图像辐射校正的意义;（2）实际学习对遥感图像进行绝对大气校正、相对大气校正的FLAASH和黑暗像元法;实验内容：（1）绝对大气校正将遥感图像的DN值转换为地表反射率、地表辐射率、地表温度等的方法。

本次实验通过FLAASH法进行绝对大气纠正。

（2）相对大气校正校正后得到的图像，相同的DN值表示相同的地物反射率，其结果不考虑地物的实际反射率。

本次实验通过黑暗像元法进行相对大气纠正。

2. 图像处理方法和流程A.绝对大气校正1、加载影像，打开ENVI，file>>open image file，打开L71120038_03820030128_MTL.txt2、辐射定标FLAASH模块需要输入的是经过辐射定标后的BIL/BIP文件，ENVI >> basic tools >>preprocessing > >calibration utilities >> Landsat calibration3、格式转换上述计算得到的存储方式为BSQ，FLAASH大气校正对于波段存储的要求为BIL/BIP格式，ENVI >> basic tools>> convert data (BSQ ,BIL ,BIP)4、FLAASH大气校正（1）ENVI>>basic tools>>preprocessing>>calibration utilities>> FLAASH，选择需要校正的数据。

选用第二种，设置Single scale factor：10。

（2）设置输入与输出文件①进入地理空间数据云，查询影像参数。

点击数据资源—LANDSAT系列数据—输入数据标识进行二次筛选—选择信息②查询图像的基本信息③设置Sensor类型为Landsat TM7，传感器参数被自动填写，影像和传感器参数查询数据相关信息后输入。