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时间序列的中低分辨率遥感数据反射波段交叉辐射定标方法研究

黄海霞  
【摘要】:卫星传感器的在轨绝对辐射定标是遥感定量化的基本前提。为了及时监测传感器性能的变化,提高遥感数据的质量,促进定量遥感科学发展,必须对卫星传感器进行长期的在轨辐射定标。交叉辐射定标是一种高效、可靠的定标方法,它不但可以对历史数据进行定标,而且不需要太多的地面同步测量数据,大大降低了由于仪器误差、测量误差等引起的定标精度的误差,因而,交叉辐射定标有着场地定标无法比拟的优势。交叉辐射定标成功的关键在于两个传感器通道光谱响应、观测目标几何状态的一致性和观测目标的地表特性的均匀性、稳定性,即在地面观测目标特性稳定的情况下需考虑光谱响应差异及地表BRDF的影响。本文以巴丹吉林沙漠地区作为定标试验场,发展了时间序列的方法来对中低分辨率数据可见光近红外遥感数据进行交叉辐射定标的方法,并以NOAA17-AVHRR为例实现了该方法,并进行了验证。具体包括以下几方面内容: (1)研究区地表稳定性验证。利用2000年至2010年间的Landsat星TM、ETM+传感器图像的地表反射率,经比较发现十年间的地表反射率基本无变化;因此,我们认为研究区地表特性较稳定,可以用于交叉辐射定标。 (2)利用MODIS时间序列数据同时反演地表BRDF和大气气溶胶光学厚度(550nm处的气溶胶光学厚度)。基于定标实验场地表特性稳定的特点,在时间序列的遥感影像上总能找到受大气污染较小的“干净”像元,从而可以求得“干净”像元的地表反射率,根据已有的地表BRDF模型可以插值出其它“模糊”像元的地表反射率,从而实现地表BRDF和气溶胶光学厚度的同时反演,并将该方法推广到全球沙漠地表BRDF的反演。 (3)利用MOIDS基于(2)实现NOAA17/AVHRR数据的交叉辐射定标。利用该方法计算得到的表观反射率与AVHRR场地定标得到的表观反射率基本一致。因此,我们认为本文所采用的交叉辐射定标方法可以替代场地定标,可以将该方法用于中低分辨率传感器VNIR数据的交叉辐射定标。


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