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1、第30卷第2期东华理工学院学报Vol30No22007年6月JOURNALOFEASTCHINAINSTITUTEOFTECHNOLOGYJun.2007大气校正方法及其在高光谱影像Hyperion中的应用122聂爱秀,张立亭,陈竹安(1.安徽师范大学国土资源学院与旅游,安徽芜湖241000;2.东华理工大学地球科学与测绘工程学院,江西抚州344000)摘要:利用遥感影像反演地物反射率,大气校正必不可少。对于高光谱影像,其信噪比与多波段遥感影像相比非常低,消除大气的影响显得尤为重要。在大气辐射传输模型Modtran4.
2、0基础上,给出了一种直接、有效的大气校正参数计算方法。结合MODIS/TERRA大气温湿度廓线产品,使用此方法计算了高光谱影像Hyperion大气校正参数,并用于Hyperion影像的部分波段的反射率反演,与卫星过境时地面同步实测的典型地物反射率以及高光谱大气校正软件ACORN的计算结果进行比较,获得了比较好的结果。研究表明,大气辐射传输模型和卫星遥感大气参数产品相结合用于遥感影像的大气校正是可行的。关键词:反演;辐射定标;大气辐射传输模型;大气校正中图分类号:P23文献标识码:A文章编号:1000-2251(2007)02-0157-04由于受到大气分子、气溶
3、胶等的吸收和散射,TERRA的大气温湿度廓线产品相结合在高光谱影电磁波在目标大气传感器之间的传输过程中会发像Hyperion大气校正中的应用。在Modtran4.0的生失真,地物发射或反射的电磁波信号遭到衰减,基础上,导出了一种直接、有效的大气校正参数计给地表关键参数的遥感反演带来较大的不确定性。算方法,结合MODIS/TERRA的大气温湿度廓线产要得到地物的真实信息,必须对影像进行大气校品,计算了Hyperion影像的大气校正参数,提取了正,剥离大气对传感器接收信号的贡献(祝民强等,典型地物(水体、土壤和水泥地)部分波段的反射2002;张国庆等,2005)。大气校正的
4、好坏直接影响率,并与卫星过境地面同步实测的反射率和高光谱到后续的定量分析、信息提取和遥感应用。大气校正软件ACORN的计算结果进行了比较。到目前为止,大气校正的方法有很多(郑伟等,1数据处理2004;何立明等,2005)。在众多的大气校正方法中,基于大气辐射传输的校正方法具有较高的精1.1影像数据处理度,是目前大气校正的主流方法(郑伟等,2004;李高光谱传感器Hyperion的空间分辨率为30庆利等,2006)。但它受制于实时(或准实时)大气m,光谱分辨率高达10nm,连续覆盖可见光、近红参数的获取,在实际应用中受到一定程度的限制。外和短波红外。Hyperion具有2
5、20个彼此不重叠另外,有很多卫星传感器和气象资料都可以免费地的通道,覆盖了357~2575nm光谱范围。提供较高时间分辨率的大气参数产品,例如MO影像数据成像时间为2004年8月31号,过境DIS/TERRA的大气温湿度廓线产品和NCEP的再时间10点42分。影像覆盖区域为北京部分城区,分析数据。如果能将这些数据和大气辐射传输模覆盖范围为北纬39.47~40.39,东经116.20~型结合起来,用于遥感影像的大气校正,无疑会在116.57。提高大气校正精度的同时,还能节约大量用于实地获取1R级数据记录的是DN值,需要进行辐获取大气参数所耗费的人力,物力和财力。射定标,将其
6、转化成辐射亮度值,辐射定标采用EO本文探讨了大气辐射传输模型和MODIS/-1使用手册给的定标系数(Richard,2003):收稿日期:20070120VNIRL=DN/40(1)作者简介:聂爱秀(1980),女,硕士,主要从事空间数据处理与GIS应SWIRL=DN/80(2)用研究。其中DN为影像记录的灰度;VNIR为可见光、近红158东华理工学院学报2007年外波段(波段数为1~70);SWIR为短波红外波段逐步将大气辐射传输方面的最新成果融入到程序(波段数为71~242)。中来,版本现在已经发展到4.0
7、。Modtran4.0主要根据成像时的辐射能量值、太阳高度角和日地的发展在于correlatedk算法的实施,大大方便了多*天文单位距离,可得到表观反射率:次散射的准确计算;改进了瑞利散射和复折射指数2*Ld的计算精度,并且将7种BRDF模型引进到模型=(3)ESUNcos!s中,使物体表面散射逾越了朗伯体假设的局限,地式中L为传感器接收到的光谱辐射能量;d为日地表特性的参数化输入成为可能。天文单位距离;ESUN表示大气层顶的太阳辐照光2.2大气校正方法谱能量;!s为太阳天顶角。假定地物为均一的朗伯
