FY-3DMERSIII通道光谱响应函数及通道中心波长使用指南
- 格式:pdf
- 大小:994.95 KB
- 文档页数:5
遥感地学分析整理遥感地学分析⼀、名词解释遥感地学分析:是建⽴在地学规律基础上的遥感信息处理和分析模型,其结合物理⼿段、数学⽅法和地学分析等综合型应⽤技术和理论,通过对遥感信息的处理和分析,获得能反映地球区域分异规律和地学发展过程的有效信息的理论⽅法。
热惯量:由于系统本⾝有⼀定的热容量,系统传热介质具有⼀定的导热能⼒,所以当系统被加热或冷却时,系统温度上升或下降往往需要经过⼀定的时间,这种性质成为系统的热惯量(Thermal inertia)。
叶⽅位⾓:法线在⽔平⾯上的投影与正北⽅向的交⾓称为叶⼦在该点的⽅位⾓。
红边:反射光谱的⼀阶微分最⼤值所对应的光谱位置.光合有效辐射:植物光合作⽤所能利⽤的可见光部分的太阳辐射。
简答1、植被遥感中NDVI应⽤最⼴泛?①NDVI是对植被⽣长状态及植被覆盖度的最佳指⽰因⼦。
NDVI 与 LAI、绿⾊⽣物量、植被覆盖度、光合作⽤等植被参数有关;NDVI的时间变化曲线可反映季节和⼈为活动变化;甚⾄整个⽣长期的NDVI对半⼲旱区降⾬量、对⼤⽓CO2浓度随季节和纬度变化均敏感。
②NDVI经⽐值处理,可部分消除与太阳⾼度⾓、卫星观测⾓、地形、⼤⽓程辐射(云 / 阴影和⼤⽓条件有关的辐照度条件变化)等的影响。
③NDVI介于-1和1之间,负值表⽰地⾯覆盖为云、⽔、雪等,对可见光⾼反射;0表⽰岩⽯或裸⼟等,NIR和R近似相等;正值表⽰有植被覆盖,且随覆盖度增⼤⽽增⼤。
⼏种典型的地⾯覆盖类型在⼤尺度NDVI图象上区分鲜明,植被得到有效的突出。
因此,NDVI 特别适⽤于全球或各⼤陆等⼤尺度的植被动态监测。
⼆、论述题1、植被指数影响因素。
①物候期、农事历。
物候期指⾃然植物在其⽣长发育过程中,其⽣理、外形、结构等的季节性变化,可通过遥感加以监测。
对于农作区,物候期表现为地⽅农事历,即耕作、播种、发芽、⽣长、成熟、收获、休闲等季相循环周期。
它是由作物的⽣长特点、地⽅⽓候、地⽅农业耕作⽅式与习惯等决定的。
风云三号B星红外分光计的定标和验证漆成莉;陈勇;刘辉;吴春强;殷德奎【摘要】搭载于风云三号A星和B星上的红外分光计(IRAS)分别于2008年5月27日和2010年11月5日成功发射。
该仪器主要提供从可见光到红外波长范围内多通道的辐射观测,并可应用于资料同化、全球大气温度和水汽廓线反演等领域。
搭载于风云三号A星上的IRAS由于滤光轮转速不稳定,导致仪器观测不连续。
风云三号B星上的IRAS运行正常,处于稳定的业务模式。
利用仪器在轨3个月期间的资料,进行了一系列的在轨定标和验证试验,对IRAS仪器的性能进行了一系列的验证,包括冷空和暖黑体定标计数值的长期趋势、噪音等效辐射率等。
利用IRAS和红外大气探测干涉仪(IASI)同时观察到的地球场景进行比较,证明了两种观测非常相似。
另外,将FY3B/IRAS红外通道的观测与NOAA-19/HIRS对应的通道的辐射传输模式模拟进行了对比。
对比结果显示相对于HIRS,部分IRAS红外通道,尤其是通道1到10,15,19和20偏差很小。
但是少数通道,如通道13,16和18有较大的偏差。
造成这些偏差的原因仍需要进一步的研究。
%InfraRed Atmospheric Sounder (IRAS) instruments were successfully launched onboard the FengYun-3A (FY3A) and FengYun-3B (FY3B) satellites on May 27, 2008, and November 5, 2010, respectively. They aimat providing multichannel radiances within the spectral range of visible to infrared (IR) wavelengths for many environmental applications, including data assimilation and retrievals of global atmospheric temperature and humidity proifles. However, the velocity of the iflter wheel of the ifrst IRAS onboard FY3A is unstable and, therefore, induced a discontinuity in the measurement. The IRAS onboard FY3B works well in normal and stableoperational mode since its launch without any anomaly. A variety of postlaunch calibration/validation tasks are conducted using on-orbit data during a period of three months. This paper presents on-orbit veriifcation of IRAS instrument performance, including long-term trends of the space and warm calibration counts and noise equivalent delta radiance. The Earth scenes observed simultaneously by IRAS and Meteorological Operational Satellite Programme (METOP)/Infrared Atmospheric Sounding Interferometer were obtained and compared to demonstrate a close similarity between the two measurements. Furthermore, the IR channel observations from FY3B/IRAS are compared with those from National Oceanic and Atmospheric Administration-19/High Resolution Infrared Radiation Sounder (HIRS) equivalent channels and simulations from a radiative transfer model. The results show that some of IRAS IR channels perform very well, particularly for channels 1-10, 15, 19, and 20, compared to those of HIRS. Several channels, such as 13, 16, and 18, however, display some large biases. The causes of these increased biases are still under investigation.【期刊名称】《气象科技进展》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】11页(P60-70)【关键词】定标验证;风云3号;红外分光计(IRAS);在轨定标【作者】漆成莉;陈勇;刘辉;吴春强;殷德奎【作者单位】国家卫星气象中心,中国气象局,北京100081;马里兰大学帕克分校地球系统科学综合研究中心,美国;国家卫星气象中心,中国气象局,北京100081;国家卫星气象中心,中国气象局,北京100081;中国科学院上海技术物理研究所,上海200083【正文语种】中文风云三号系列气象卫星是中国第二代的极轨气象卫星。
文章编号:1672-8785(2021)05-0039-06风云四号红外高光谱GIIRS中波温王根12陈娇1戴娟3王悦1$.安徽省气象台大气科学与卫星遥感安徽省重点实验室,安徽合肥230031;2.中亚大气科学研究中心,新疆乌鲁木齐830002;3.气,230031)摘要:变分同化风云四号干涉式大气垂直探测仪(Geostationary InterferometricInfrared Sounder,GIIRS)中波通道亮温偏差高,需进行GI-IRS资料偏差&在Harns B A等人提出的“离线”法的,了基于随机(Random Forest,RF)的GIIRS偏差法&在行过程中,基于风云四号多通道扫描成像辐射计(Advanced Geosynchronous Radiation Imager,AGRI)云产品对GIIRS资料进行了测&,经过偏差的GI-IRS亮温偏差高的。
与“离线”法,RF法的效好。
关键词:高光谱GIIRS;偏差订正;“离线”法;随机森林;云检测中图分类号:P407文献标志码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-8785.2021.05.007BiasC0rrecti0n0fBrightne s Temperaturesin Medium WaveChannelof FY-4A Infrared Hyperspectral GIIRSWANG Gen GH,CHEN Jiao',DAI Juan3,WANG Yue1(9.Anhui Key Lab of Atmospheric Science and Satellite Remote Sensing,Anhui MeteorologicalObservatrry,Hefei230031,China;2.Center of Central Asia Atmospheric ScienceResearch,Urumqi830002,China;3.Anhui Climate Center,Hefei230031,China) Abstract:The brightne s temperature bias of the medium wave channel of the variational a s imilation geostationary interferometrc infrared sounder(GIIRS)of F5-4is required to meet the Gaussian clistnbution,so thebias correction of GIIRS data is necessary.Based on Harns B A and Kelly Gs"off-line"method,a method forG I RSbiasco r ectionbasedontherandomforestisdevelopedinthispaper.Inthespecificimplementationproce s theclouddetectionofG I RSdataisca r iedoutbasedontheadvancedgeosynchronousradiationima-ger(AGRI)cloudproductsofFY-4.Theexperimentalresultsshowthatthebrightne s temperaturebiasofG I RS satisfies the assumption of Gau s ian distribution after the bias co r pared with"o f-line"method randomforestmethodhasabe t erco r ectione f ect.收稿日期:2021-01-07基金项目:国家自然科学基金项目(41805080);中亚大气科学研究基金项目(CAAS202003);安徽省气象台自立项目(AHMO202007;AHMO202004)作者简介:王根(1983-),男,江苏泰州人,高级工程师,博士,主要从事卫星资料同化、正则化反问题与人工智能应用等方面的研究&E-mail:203wanggen@Key words:hyperspectral GIIRS;bias correction;"offline"method;random forest;cloud detection数值天气预报是一个初/边值问题&星载高光谱红外探测器通道主要覆盖CO2和HQ 光谱区域&CO?和HQ吸收带提供的温度和湿度值预报的模式变量。
three-dimension excitation emission matrix -回复什么是三维激发发射矩阵(3D-EEM)三维激发发射矩阵(3D-EEM)是一种用于分析复杂样品所产生的荧光光谱数据的技术。
该技术结合了激发光波长、发射光波长和样品荧光强度的三个参数,以三维图形的形式呈现。
3D-EEM是一种既直观又全面的数据可视化方法,能够捕获样品中各种化学物质之间的相互关系,帮助研究人员更好地理解样品的组成和化学性质。
第一步:数据采集与预处理使用3D-EEM技术之前,首先需要采集样品的荧光光谱数据。
这通常是通过使用荧光光谱仪来测量样品在不同激发光波长和发射光波长下的荧光强度。
采集到的数据以二维矩阵的形式存储,其中行表示激发光波长,列表示发射光波长。
在数据采集之后,还需要对原始数据进行预处理,以去除可能存在的噪声、仪器漂移等因素对结果的影响。
常见的预处理方法包括背景校正、内插和滤波等。
预处理后的数据可以更好地反映样品的荧光特征。
第二步:三维图形绘制与分析通过准备好的二维光谱矩阵,我们可以开始绘制3D-EEM图形。
通常,激发光波长被放置在X轴,发射光波长放置在Y轴,而荧光强度则表示为Z 轴的高度。
这样,我们可以直观地观察样品在不同激发和发射条件下的荧光分布。
在3D-EEM图形中,我们可以识别出很多特征峰和特定区域,这些都代表着不同的化学物质和荧光特性。
通过观察和分析这些特征峰和区域,我们可以得到有关样品中化学物质的信息,如种类、浓度等。
此外,我们还可以通过对不同样品的3D-EEM图形进行比较,发现它们之间的差异和相似性。
第三步:数据解析与化学分析3D-EEM图形不仅可以提供直观的视觉效果,还可以通过进一步的数学和统计方法进行数据解析和化学分析。
数据解析的目的是识别和定量分析样品中的不同化学物质。
这可以通过峰分析、记录和比对数据库等方法来实现。
化学分析是指基于3D-EEM数据,对样品进行各种化学性质和特征的分析。
FY-3卫星DVB-S广播分发资料数据格式中国气象局国家卫星气象中心2008年12月前言为充分发挥FY-3A卫星的作用与应用效益,按照中国气象局监测网络司要求,国家卫星气象中心将FY-3A卫星资料发送到国家气象信息中心,并由国家气象信息中心通过DVB-S广播系统对全国气象部门广播分发FY-3A卫星资料。
由于国家气象信息中心每天提供给FY-3A卫星资料的广播总量为4GB,不能满足FY-3A卫星资料的广播总量要求,因此,根据DVB-S数据广播目前实际分发能力,在原分发技术方案的基础上,提出FY-3A星第一阶段产品分发方式。
具体方式如下:(1)DVB-S广播分发资料为中国及周边地区高时效一级产品(2)数据包括:VIRR HRPT L1数据、MERSI MPT L1数据(250M)、MERSI MPT L1数据(1公里)、MWTS HRPT L1数据、MWHS HRPT L1数据。
(3)每天仅传送(2)中仪器(即卫星直接广播的HRPT数据)白天(降轨)数据资料。
(4)原则为每弧段数据接收完毕后即时处理,即时发送。
(5)每天总数据量控制在4GB以下。
具体优先级如下:每日VIRR、MWTS、MWHS仪器数据保证分发;其余传输余量用于尽可能多地传送MERSI的1公里和250M分辨率5分钟块的数据;如当天数据未能广播完,递延到次日发送,直到把一日全国数据全部传输完毕后,再发送新一天的数据。
按照新的广播分发技术方案,特制定第一阶段广播分发资料的数据格式。
随着资料的增加,继续修改增加本数据格式。
联系方式:国家卫星气象中心数据服务室咸迪68409978Xiandi@孙安来68407408Sunal@编者第1章概述51.1 FY-3A卫星简况51.2主要技术指标51.2.1卫星轨道51.2.2卫星姿态51.2.3太阳帆板对日定向跟踪61.2.4星上记时61.2.5遥感探测仪器6第2章术语和缩略语9第3章HDF说明133.1 HDF简介133.2 HDF库介绍133.3 HDF的6种基本数据类型133.4 HDF文件的3层交互15第4章FY-3卫星数据HDF格式规范174.1 FY-3卫星数据文件中使用的HDF对象174.1.1文件(全局)属性174.1.2科学数据集(SDS)174.1.3虚拟数据(Vdata)18第5章FY-31级数据格式说明205.1 FY-3A扫描辐射计L1级数据格式说明205.1.1 FY3A扫描辐射计L1数据205.1.1.1 数据简况205.1.1.2 数据基本信息205.1.2 L1数据规格215.1.2.1 结构特性215.2 FY-3A扫描辐射计L1级(OBC)数据格式说明295.2.1 FY3A扫描辐射计L1 OBC数据305.2.1.1 数据简况305.2.1.2 数据基本信息305.2.2 L1 OBC数据规格305.2.2.1 结构特性305.3 FY-3A中分辨率光谱成像仪L1级数据信息格式说明(250M)425.3.1 FY-3A中分辨率光谱成像仪L1数据(250m)425.3.1.1 数据简况425.3.1.2 数据基本信息435.3.2 L1数据规格435.3.2.1 结构特性435.4 FY-3A中分辨率光谱成像仪L1级数据信息格式说明(1000M)485.4.1 FY-3A中分辨率光谱成像仪L1数据(1000m)485.4.1.1 数据简况485.4.1.2 数据基本信息485.4.2 L1级数据规格495.4.2.1 结构特性495.5 FY-3A中分辨率光谱成像仪L1级数据信息格式说明(OBC)575.5.1 FY-3A中分辨率光谱成像仪L1数据(OBC)575.5.1.1 数据简况575.5.1.2 数据基本信息575.5.2 L1数据规格585.5.2.1 结构特性585.6 FY-3A微波温度计L1级数据信息格式说明665.6.1 FY-3A微波温度计L1级数据665.6.1.1 数据简况665.6.1.2 数据基本信息675.6.2 L1级数据规格675.6.2.1 结构特性675.7 FY-3A微波湿度计L1级数据信息格式说明825.7.1 FY-3A微波湿度计L1数据825.7.1.1 数据简况825.7.1.2 数据基本信息825.7.2 L1数据规格835.7.2.1 结构特性83第1章概述1.1 FY-3A卫星简况风云三号A气象卫星(简称FY-3A)是我国的第二代太阳同步极轨气象卫星。
最新卓越管理方案您可自由编辑风云卫星数据和产品应用手册第1章概述1.1 FY-3A卫星概况风云三号A气象卫星(简称FY-3A)是我国的第二代太阳同步极轨气象卫星。
风云三号气象卫星将实现全球、全天候、多光谱、三维、定量对地观测。
风云三号星发射总质量为2450kg,发射尺寸:4.38m×2m×2m,卫星长期功耗1130W。
卫星本体由服务舱、推进舱与有效载荷舱组成。
服务舱采用中心承力筒和隔板结构,主要安装电源、测控、数管及姿轨控分系统的部件和设备、推进舱采用中心承筒和隔板结构,主要安装推进系统设备以及蓄电池组和放电调节器。
有效载荷舱隔板和构架结构,主要安装探测仪器的探测头部,舱内主要安装探测仪器的电子设备等。
风云三号A卫星有十一台遥感探测仪器。
遥感数据通过两个实时传输信道(HRPT和MPT)和一个延时传输信道(DPT)进行传输。
风云三号A卫星设计寿命为3年。
1.2 主要技术指标1.2.1 卫星轨道⑴轨道类型:近极地太阳同步轨道⑵轨道标称高度:831公里⑶轨道倾角:98.81°⑷入轨精度:半长轴偏差: |Δa|≤5公里轨道倾角偏差:|Δi|≤0.1°轨道偏心率≤0.003⑸标称轨道回归周期为5.79天⑹轨道保持偏心率:≤0.00013⑺交点地方时漂移:2年小于15分钟⑻卫星发射窗口:降交点地方时10:051.2.2 卫星姿态⑴姿态稳定方式:三轴稳定⑵三轴指向精度:≤0.3°⑶三轴测量精度:≤0.05°⑷三轴姿态稳定度:≤4×10-3 °/s1.2.3 太阳帆板对日定向跟踪1.2.4 星上记时⑴记时方式:J2000日计数和日毫秒计数⑵记时单位:1毫秒⑶时间精度(星地总精度):小于20毫秒1.2.5 遥感探测仪器性能指标1.2.5.1 可见光红外扫描辐射计(VIRR)(1)通道数、各通道波段范围、灵敏度见表1-1。
(2)空间分辨率:星下点分辨率1.1Km(3)扫描范围:±55.4°(4)扫描器转速:6线/秒(5)每条扫描线采样点数:2048(6)MTF≥0.3(7)通道配准:飞行方向/扫描方向星下点配准精度<0.5个像元(8)扫描抖动:<0.8个IFOV(9)通道信号衰减:<15%/2年(10)量化等级:10比特(11)定标精度:可见光和近红外通道:CH1、2、7、8、9 7%(反射率)CH6、10 10%(反射率)红外通道:1k(270k)。
高光谱-激光共光路联测设计与试验付成群;方亮;谢立军;王勇【摘要】为解决同时对空中、地面和水下等目标进行精确的距离、方位和光谱属性探测问题,提出了高光谱-激光雷达共光路探测原理和计算模型,以及原理样机设计方法,并进行高光谱-激光雷达共光路探测试验.试验生成了高光谱与激光雷达合成数据,每个点具有坐标信息和光谱信息,对合成前后数据进行对比,可以实现对不同目标识别伪装,并对目标进行精确定位.试验结果表明,高光谱-激光雷达共光路联测方法具有可行性.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2016(037)011【总页数】8页(P2002-2009)【关键词】兵器科学与技术;高光谱成像;激光扫描数据;同步联测;设计与试验【作者】付成群;方亮;谢立军;王勇【作者单位】解放军理工大学野战工程学院,江苏南京210007;解放军理工大学野战工程学院,江苏南京210007;61175部队,江苏南京210049;解放军理工大学野战工程学院,江苏南京210007;解放军理工大学野战工程学院,江苏南京210007【正文语种】中文【中图分类】TN958.98在揭露伪装目标与精细目标识别方面,急需能够快速同步获取该目标的空间位置信息和光谱属性特征信息。
然而,常规的航空摄影系统、卫星遥感系统以及高光谱成像和微波系统等传统的对地探测手段都存在一个共同的局限——难以同时对空中、地面和水下等目标进行精确的距离、方位和光谱属性探测。
高光谱对于伪装目标识别具有优势,但缺乏精确的三维坐标数据,识别精细目标受限制[1];激光扫描技术可快速获取高精度战场环境数据[2],但缺乏光谱特征数据,揭露伪装能力弱,将二者结合可以实现空间目标的精确定位和属性识别。
目前国外有能同时探测采集光谱数据和空间坐标数据的机载系统,如瑞典AHAB公司的鹰眼、龙眼、蝙蝠系列产品及奥地利Riegl公司的CP-680-EAGLE系统等,这些系统集成了差分定位、惯性测量、数字相机、激光扫描仪和高光谱成像仪[3-5],但是该系统的各个模块相互独立,光谱数据、空间坐标数据和影像数据之间的匹配是通过一系列后处理步骤完成的。
FY-3A MERSI L1数据产品使用指南1、MERSI L1数据产品概述FY-3A/MERSI源包L0数据经过多站接收去重复、质量检验后进入定位定标预处理后生成L1数据产品,MERSI L1数据产品是各类图像产品和L2定量遥感产品生成的起点,也是MERSI数据用户接触最多的产品。
本指南主要描述MERSI L1数据产品主要内容和使用方法。
表列出了MERSI的光谱通道和性能指标,依照MERSI L2产品使用的便捷和存档需要,MERSI L1包括如下产品:MERSI_L1 250m数据产品MERSI_L1 1000m数据产品MERSI_L1 OBC数据产品表简要列出了MERSI 3个L1产品的主要数据存放内容和使用方面,对于大多数L2产品生成用户只需关注250m地球观测数据产品和1000m地球观测数据产品内容,OBC数据产品只供专业定标处理分析用户使用,普通用户无需关注。
表和表列出了前两个L1地球观测数据产品的私有属性和科学数据集内容,其中详细数据内容请查阅MERSI L1数据特性卡。
表 FY-3中分辨光谱成像仪MERSI光谱通道通道序号中心波长(m)光谱带宽( m)空间分辨率(m)噪声等效反照率或NE T动态范围前移至6、7通道,其它通道按顺序后移。
表 : MERSI Level 1 数据产品文件总览表 FY-3A中分辨率光谱成像仪L1数据(250m)HDF结构表 FY-3A中分辨率光谱成像仪L1数据(1000m)HDF结构MERSI_L1 250m数据产品中包含5个通道250m高分辨率地球观测数据,其中第1、2、3、4通道为太阳反射通道,第5通道为热红外通道,每一个通道以一个SDS科学数据集保存,分别为EV_250_RefSB_b1-b4和EV_250_ Emissive。
MERSI_L1 250m数据产品中包含15个通道(第6-20通道)1km分辨率地球观测数据及5个250m通道融合到1km分辨率地球观测数据,分别存放在3个SDS科学数据集EV_1KM_RefSB,, Emissive中。
光谱光谱分析仪测量常用参数的规范操作流程河南师范大学张豪杰光谱分析仪是光学研究以及光纤通信中常用的测试仪器,规范的使用光谱分析仪可以得到精确的测量结果。
本文以横河的AQ6370光谱分析仪为例,结合自己的测试经验,与大家分享下使用光谱分析仪进行一些常规参数的规范测量方法。
一、光谱分析仪简述:光谱分析仪是光通信波分复用检测中常使用到的测量仪器,当WDM系统刚出现时,多用它测试信号波长和光信噪比。
其主要特点是动态范围大,一般可达70dB;灵敏度好,可达-90dBm;分辨率带宽小,一般小于0.1nm;比较适合于测试光信噪比。
另外测量波长范围大,一般在600~1700nm.,但是测试波长精度时不如波长计准确。
在光谱的测量、各参考点通路信号光功率、各参考点光信噪比、光放大器各个波长的增益系数和增益平坦度的测试都可以使用光谱分析仪。
光谱分析仪现在也集成了WDM的分析软件,可以很方便地把WDM的各个波长的中心频率、功率、光信噪比等参数用菜单的方式显示出来。
二、常用参数测试光谱分析仪的屏幕显示测量条件、标记值、其它数据以及测量波形。
屏幕各部分的名称显示如下:图1:屏幕各部分的名称1、光谱谱宽的测量谱宽即光谱的带宽,使用光谱分析仪可以测量LD、发光二极管的谱宽。
在光谱的谱宽测量时,要特别注意光谱分析仪系统分辨率的选择,即原理上光谱分析仪的分辨率应当小于被测信号谱宽的1/10.,一般推荐设置为至少小于被测信号谱宽的1/5。
在实际的测量中,为了能够准确测量数据,一般选择分辨率带宽为0.1nm 以下。
分辨率带宽RES位于SETUP菜单中的第一项,直接输入所要设定的分辨率带宽的大小即可。
如下图2、3、4所示(图中只为区别光谱形状的不同),当选择的分辨率带宽不同时,从光谱分析仪观察到的光谱形状有很大的不同,并且所测量得到的谱宽大小的不同。
图2:分辨率带宽RES=0.5nm时的光谱形状图3:分辨率带宽RES=0.1nm时的光谱形状图4:分辨率带宽RES=0.02nm时的光谱形状在观察光谱谱宽的同时,也可以通过光谱分析仪读出光谱的中心频率、带宽、峰值功率和边模抑制比等参数。
传感器光谱响应差异对 NDVI 的影响卫炜;吴文斌;周清波;张明伟【摘要】Spectral response difference of satellite sensors is one of the factors that is responsible for the difference of measured NDVI from separate sources.There is a strong need for the analysis and calibration of spectral response difference effects when using multi-sensordatasets.Spectral response functions are integrated with a set of reflectance spectra curves to simulate the observations of red and near-infrared bands for different satellite sensors.Absolute difference and relative difference are used to compare the measured data between MODIS and other sensors and establish calibration models.The results show that the difference of observations due to spectral response for separate sensors can be corrected by quadratic polynomialequations.Calibration model based on relative difference performs is better than the absolute difference based model.The overall effects of spectral response difference on measured NDVI are limited and other factors such as atmospheric conditions and observation geometries should be considered further.%传感器光谱响应差异是导致不同来源 NDVI 观测数据之间差异的因素之一,在进行多源遥感数据之间的对比和同化处理时需要对其影响加以分析和校正。
成像光谱仪星上定标技术李晓晖;颜昌翔【摘要】成像光谱仪足同时获取地物图像和光谱信息的新一代光学遥感仪器.星上定标是成像光谱仪光谱图像数据定量化应用的基础.本文阐述了成像光谱仪星上定标的原理,按照星上定标采用的参考标准对星上定标技术进行了分类,介绍了星上辐射定标和光潜定标技术,并展望了成像光谱仪未来发展趋势.最后指出,绝对辐射定标已经成为成像光谱仪星上定标的幕本要求,太阳将逐步代替星上标准灯成为绝对辐射标准.基于不同参考标准的定标方法的综合应用将使星上定标精度和可靠性大人提高.随着定标精度的进一步提高,地而光谱定标装置将逐步空间化,基于探测器的星上辐射定标系统也将逐步得到应用.【期刊名称】《中国光学》【年(卷),期】2009(002)004【总页数】7页(P309-315)【关键词】成像光谱仪;星上定标;辐射定标;光谱定标【作者】李晓晖;颜昌翔【作者单位】中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033【正文语种】中文【中图分类】TP73成像光谱仪是同时获取地物图像和光谱信息的新一代光学遥感仪器[1],可为农作物估产、矿物勘探、资源普查、环境监测等提供新的研究手段。
按照搭载平台的不同,成像光谱仪可以分为星载成像光谱仪和机载成像光谱仪两大类,本文仅讨论星载成像光谱仪。
成像光谱仪的应用以定量化的数据为基础,因此需要对其进行准确定标。
成像光谱仪的定标包括辐射定标和光谱定标两方面。
辐射定标的任务是利用辐射参考标准,建立成像光谱仪的数字化输出与其接收的地面景物辐亮度之间的换算关系。
光谱定标的任务是确定成像光谱仪各光谱通道的光谱响应曲线及中心波长和半宽度。
发射过程中以及在轨运行期间,星载成像光谱仪的光学、结构和电子学部件会发生性能改变,导致实验室辐射定标建立的数字化输出和地面景物辐亮度之间的关系发生改变,同时也会使像面上谱线位置发生改变。
FY-3D MERSI II通道光谱响应函数及通道中心波长使用指南
(Version2.0,2018.07)
徐娜
1.主要用途和通道性能要求
主要用途通道
编号
中心
波长
(μm)
光谱带
宽
(nm)
空间分辨
率
(m)
典型辐射值
Ltyp/Ttyp
W/m^2-μm-sr
信噪比或噪声等
效温差SNR
NE∆T(K)
动态范围
(最大反射率ρ、最
大温度K)
陆地、云边界和特征遥感10.4705025035.310090% 20.5505025029.010090% 30.650502502210090% 40.865502502510090%
5 1.3820/301000660/10090%
6 1.645010007.320090%
7 2.13501000 1.210090%
海洋水色、浮游生物、生物地球化学遥感80.41220100044.930030% 90.44320100041.930030% 100.49020100032.130030% 110.55520100036.850030% 120.67020100027.850030% 130.70920100019.250030% 140.7462010002450030% 150.86520100017.850030%
大气水汽160.90520100022.2200100% 170.93620100020100100% 180.94050100015.0200100%
卷云19 1.03201000 5.4100100%
陆、水云温度
20 3.81801000300K0.25K200-350K
21 4.0501551000300K0.25K200-380K
大气水汽227.25001000270K0.30K180-280K 238.5503001000270K0.25K180-300K
陆、水云温度
2410.81000250300K0.4K180-330K
2512.010********K0.4K180-330K 1.通道光谱响应函数文件
文件名:
FY3D_MERSI_SRF_CHnn_Pub.txt通道编号nn=01,02…,25
文件内容:
列1:波长(nm);列2:归一化光谱响应
注:FY-3D_MERSI虽然是多探元器件,但是预处理时已经做了归一化处理,因此此光谱响应数据均为标准探元的光谱响应值。
以下涉及到的所有通道相关参数均为标准探元的结果。
各通道标准探元如下表所示(表1):
2.FY-3D_MERSI太阳反射通道(CH1~CH19)等效中心波长和大气外界太阳常数(表2)
Band Required_Mid_wl
(nm)MERSI_EquivMid_wl
(nm)
E0
(W/m2/μm)
1470471.24212017.963 2550554.75641828.387 3650653.62441554.807 4865868.6814952.4935
513801381.393363.0785
616401645.078232.4188721302125.48597.0188412411.2981700.7349443444.23751903.33410490490.95291968.184********.02211830.0531*******.31681504.91413709709.47591399.23314746746.51371277.78815865865.6848955.241516905905.8314884.809917936936.957828.421518940940.8464820.49361910301030.085680.8728
注:太阳常数采用CEOS/WGCV 推荐的Thuillier(2002)太阳光谱数据
3.FY-3D_MERSI 热发射通道(CH20~CH25)的等效中心波数、典型温度黑体辐亮度以及通道亮温修正系数(表3)
Band Required_Mid_wn (cm -1)MERSI_Equiv
Mid_wn
(cm -1)
T_type
(K)
R_type
mW /(m 2.c m -1.sr)
TbbCorr_Coeff A
B
202631.5792634.3593000.7130 1.00103-0.4759 212469.1362471.654300 1.2818 1.00085-0.3139 221388.8891382.62127019.8410 1.00125-0.2662 231169.5911168.18227037.6244 1.00030-0.0513 24925.926933.364300110.8226 1.00133-0.0734 25833.333836.941300127.9002 1.000650.0875
4.定标计算
下面以1km L1文件为例,说明定标计算方法,250m L1文件方法相同。
1)太阳反射波段CH1~19
数据集EV_1KM_RefSB和EV_250_Aggr.1KM_RefSB分别为1km反射通道(CH5~19)和250m反射通道(CH1~4)的归一化的DN值,通过如下公式进行定标计算,获得反射率Ref,
dn=DN*Slope+Intercept
Ref=Cal_2*dn2+Cal_1*dn+Cal_0
其中,Cal_2、Cal_1、Cal_0分别为数据集VIS_Cal_Coeff中相应通道的定标系数,Slope和Intercept为数据集EV_1KM_RefSB和EV_250_Aggr.1KM_RefSB属性。
2)热发射波段CH20~25
数据集EV_1KM_Emissive和EV_250_Aggr.1KM_Emissive分别为1km发射通道(CH20~23)和250m发射通道(CH24~25)的放大后辐亮度值RAD0,通过如下公式进行定标计算,获得辐亮度RAD,单位mW/(m2.cm-1.sr)。
RAD=RAD0*Slope+Intercept
*红外不需要使用定标系数进行辐射定标计算
5.可见光辐亮度与表观反射率计算
MERSI定标后发射率Ref=pi*L toa/E0
表观反射率=D ES2*Ref/u
其中,E0取自本文档中表1,或者L1数据集中属性‘Solar_Irradiance’,D ES取自L1数据集中属性‘EarthSun Distance Ratio’。
6.红外辐射与亮温转换
根据上述方式将红外通道科学数据集转换为辐亮度,单位mW/(m2.cm-1.sr)。
将它转换成黑体亮温按如下两步进行,
1)先基于等效中心波数MERSI_EquivMid_wn以及通道辐亮度,通过Plank逆变换计算得到等效黑体亮温Te,
Te=Plank-1(radiance,MERSI_EquivMid_wn)
MERSI_EquivMid_wn=10000./Effect_Center_WaveLength
其中,Effect_Center_WaveLength为L1文件里面的属性变量,获取自本文档表3。
2)再利用通道亮温修正系数(TbbCorr_Coeff,如上表所示),将Te转换为通道黑体亮温Tbb,用如下公式进行转换:
Tbb=A*Te+B
其中,A和B分别为L1文件里面的属性变量TBB_Trans_Coefficient_A和TBB_Trans_Coefficient_B,获取自本文档表3。
备注:建议在读取和使用属性文件时,先检查存储内容是否正确。