高光谱遥感大气校正课件.ppt
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1、高光谱遥感大气校正高光谱遥感大气校正高光谱遥感大气校正高光谱遥感大气校正1第1页,此课件共51页哦第三章第三章第三章第三章 第第第第2 2节节节节 高光高光高光高光谱谱谱谱遥感大气校正遥感大气校正遥感大气校正遥感大气校正一、大气校正简介二、大气辐射传输过程的定量分析三、基于辐射传输模型大气校正模型四、辐射校正的统计学模型2第2页,此课件共51页哦传感器定标传感器定标传感器响应关系大气传输过程地面目标特性大气校正大气校正已知未知定标从入瞳辐射值中消除大气影响灰度传感器入瞳处 辐射值辐射值 L一、大气校正简介1.1地物光谱重建与大气校正3第3页,此课件共51页哦大气校正 核心核心是估算地气系统的辐
2、射状况及大气的光学参数。遥感定量化遥感定量化研究的主要难点之一。(多源)定义定义:根据大气状况对遥感图像测量值进根据大气状况对遥感图像测量值进行调整,以消除大气影响。行调整,以消除大气影响。一、大气校正简介1.1地物光谱重建与大气校正4第4页,此课件共51页哦吸收散射折射反射1.2 大气辐射传输影响要素一、大气校正简介5第5页,此课件共51页哦大气吸收大气吸收降低透射率,是大气校正中的重要因素形成大气窗口能级的跃迁导致波长变化(复杂)一、大气校正简介大气散射大气散射改变传播方向,不改变波长照亮阴影,降低图像反差是可见光波段辐射衰减的主要原因1.2 大气辐射传输影响要素6第6页,此课件共51页哦
3、大气折射大气折射传播方向的偏折,引起几何畸变。与太阳的高度角密切相关。大气反射大气反射在介质层的交会面处出现。一、大气校正简介1.2 大气辐射传输影响要素7第7页,此课件共51页哦第三章第三章第三章第三章 第第第第2 2节节节节 高光高光高光高光谱谱谱谱遥感大气校正遥感大气校正遥感大气校正遥感大气校正一、大气校正简介二、大气辐射传输过程的定量分析三、基于辐射传输模型大气校正模型四、辐射校正的统计学模型8第8页,此课件共51页哦2.1 可见光及近红外波段可见光及近红外波段灰度可见光及近红外波段简化辐射传输过程程辐射透射天空光反射能传感器入瞳处大气透射率地物反射率太阳辐照度大气向地面散射太阳辐照度
4、太阳天顶角观测天顶角二、大气辐射传输过程的定量分析9第9页,此课件共51页哦2.2 热红外波段热红外波段灰度可见光及近红外波段简化辐射传输过程透射天空光发射能传感器入瞳处大气上行辐射大气下行辐射 地物亮温 地表比辐射率 大气透射率 大气上行辐射大气下行辐射二、大气辐射传输过程的定量分析10第10页,此课件共51页哦第三章第三章第三章第三章 第第第第2 2节节节节 高光高光高光高光谱谱谱谱遥感大气校正遥感大气校正遥感大气校正遥感大气校正一、大气校正简介二、大气辐射传输过程的定量分析三、基于辐射传输模型大气校正模型四、辐射校正的统计学模型11第11页,此课件共51页哦3.1 基本原理基本原理 利用
5、基于辐射传输原理建立起来的大气校正模型校正方法是精度较高的一种方法,基本原理是利用电磁波在大气中的辐射传输原理建立起来的模型对遥感图像进行大气校正。三、基于辐射传输模型大气校正模型12第12页,此课件共51页哦3.2 一般校正思路一般校正思路 作为定量遥感反演的基础,地物光谱重建必须从遥感器所接受到的大气-陆地混合信号中提取出陆表目标物体的贡献部分,消除所观察目标非相关的信息。从哪里入手?从哪里入手?三、基于辐射传输模型大气校正模型影像灰度值影像灰度值光谱反射率光谱反射率入瞳辐射值入瞳辐射值13第13页,此课件共51页哦 实现传感器定标后,把高光谱影像相应波段的象元灰度值转换成具有辐射意义的亮
6、度值。1.1.辐射亮度值计算辐射亮度值计算三、基于辐射传输模型大气校正模型3.2 一般校正思路14第14页,此课件共51页哦2.建立起入瞳辐射亮度与表观反射率的联系灰度程辐射透射天空光反射能传感器入瞳处整体看待整体看待表观反射率表观反射率三、基于辐射传输模型大气校正模型3.2 一般校正思路15第15页,此课件共51页哦表观反射率与入瞳辐射亮度的联系:表观反射率的与地物光谱特征有何联系?表观反射率的与地物光谱特征有何联系?三、基于辐射传输模型大气校正模型3.2 一般校正思路2.建立起入瞳辐射亮度与表观反射率的联系16第16页,此课件共51页哦3.建立起地表-大气辐射关系分析模型(1)被大气衰减的
7、下行太阳辐射通量(2)散射透射辐射能量(3)大气固有的反射太阳辐射通量(1)(2)(3)入射辐通量为三、基于辐射传输模型大气校正模型3.2 一般校正思路17第17页,此课件共51页哦a.a.被大气衰减的下行太阳辐射照度被大气衰减的下行太阳辐射照度三、基于辐射传输模型大气校正模型3.建立起地表-大气辐射关系分析模型3.2 一般校正思路b.b.散射透射通量散射透射通量大气光学厚度大气光学厚度18第18页,此课件共51页哦记总透射率为记总透射率为c.c.总透射通量总透射通量三、基于辐射传输模型大气校正模型3.建立起地表-大气辐射关系分析模型3.2 一般校正思路19第19页,此课件共51页哦d.d.加
8、载在地表的辐射通量究竟有多少?加载在地表的辐射通量究竟有多少?(1)(2)(3)有无其它因素?有无其它因素?(4)考虑大气球面反照率考虑大气球面反照率三、基于辐射传输模型大气校正模型3.建立起地表-大气辐射关系分析模型3.2 一般校正思路20第20页,此课件共51页哦e.e.二次散射通量二次散射通量 二次散射通量是一种离散机制;它依赖于目标的环境而与地面与大气之间的连续反射和散射相一致。如果大气的半球反射率(大气层临界面)被定义为 S,在可通过下列公式表示:三、基于辐射传输模型大气校正模型3.建立起地表-大气辐射关系分析模型3.2 一般校正思路21第21页,此课件共51页哦三、基于辐射传输模型
9、大气校正模型e.e.二次散射通量二次散射通量3.建立起地表-大气辐射关系分析模型3.2 一般校正思路22第22页,此课件共51页哦多次地面-大气辐射反射作用累加后:三、基于辐射传输模型大气校正模型e.e.二次散射通量二次散射通量3.建立起地表-大气辐射关系分析模型3.2 一般校正思路23第23页,此课件共51页哦f.加载在地面的辐射通量经反射穿透大气后三、基于辐射传输模型大气校正模型3.建立起地表-大气辐射关系分析模型3.2 一般校正思路24第24页,此课件共51页哦g.再加上大气固有的反射太阳辐射通量三、基于辐射传输模型大气校正模型3.建立起地表-大气辐射关系分析模型3.2 一般校正思路25
10、第25页,此课件共51页哦回顾:表观反射率的定义?以以“地表地表-大气大气”为整体目标,入射辐射通量与出为整体目标,入射辐射通量与出射辐射通量的比例。射辐射通量的比例。三、基于辐射传输模型大气校正模型3.建立起地表-大气辐射关系分析模型3.2 一般校正思路26第26页,此课件共51页哦因此,表观反射率:三、基于辐射传输模型大气校正模型3.建立起地表-大气辐射关系分析模型3.2 一般校正思路27第27页,此课件共51页哦4.根据模型函数关系计算地物光谱反射率三、基于辐射传输模型大气校正模型3.2 一般校正思路传感器接收的辐射亮度值28第28页,此课件共51页哦分析下式:已知已知参数参数待求待求待
11、求待求 在不同的辐射传输模型中,大气校正参数的形式和数量有所不同,但基本思想是类似的。三、基于辐射传输模型大气校正模型3.2 一般校正思路29第29页,此课件共51页哦(1)6S 模型 6S 模式全名为second simulation of the satellite signal in the solar spectrum,即太太太太阳光谱卫星信号的二次模拟阳光谱卫星信号的二次模拟阳光谱卫星信号的二次模拟阳光谱卫星信号的二次模拟。三、基于辐射传输模型大气校正模型3.3 典型模型 特点特点:模型建立在辐射传输理论基础之上,考虑了地地形、气象、光谱形、气象、光谱等多种参数的共同作用,适用于多种
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