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高分一号宽幅多光谱时间序列定标

丁闯  
【摘要】:传感器的辐射定标是实现遥感卫星数据量化的先决条件,其定标精度直接决定了定量遥感产品的质量。作为中国第一颗高分辨率对地观测系统的卫星,“高分一号”(GF1)卫星数据一直在众多领域发挥了重要作用如资源调查、对自然灾害的评估、环境监测等。为了提高我国GF1卫星多光谱相机的数据质量和定量化应用水平,必须对GF1卫星多光谱相机进行长时间序列定标。本文研究对象为GF1宽幅多光谱相机,以敦煌辐射校正场为研究区域,开展辐射定标研究。具体研究内容如下:(1)场地定标存在一定局限性:需要大量的实地测量数据,费时费力,且定标次数有限,难以及时监测传感器的性能变化。本文使用高频次的交叉辐射定标方法,用于遥感器的时间序列定标。交叉定标有点有频率高,所需费用少,可对历史影像的进行定标,实现对卫星的时间序列定标。通过简单介绍定标区域条件和敦煌辐射校正场的概况,针对匹配影像对预处理中对光谱匹配,几何校正及图像配准进行了详细介绍与分析。(2)针对高分一号多光谱可见光及近红外四个波段,本文以MODIS和LandSat8数据为基准影像,以敦煌辐射校正场作为试验区进行交叉辐射定标。通过计算得到交叉定标系数,并分析定标结果的误差和不确定度。在此基础上,使用高分一号对“高分四号”(GF4)相机进行交叉定标,并对其结果进行精度验证,得出结论GF1卫星可以作为开展我国自主同类卫星遥感器间交叉定标研究的参考卫星。(3)针对GF1卫星发射时间比较长问题,且每年只有一次场地定标。本文对GF1卫星宽幅多光谱(WFV)相机开展时间序列定标,获得2013-2017年的定标系数。结果表明:GF1/WFV4的定标结果呈现明显变化趋势,波段2,3,4是下降,下降范围在5%,波段1是上升的,上升了4.18%;WFV3表现出下降趋势,WFV1、WFV2有相对明显的上升趋势,并且WFV4的辐射性能最稳定,所有的波段辐射变化量少于5%。


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