《遥感影像辐射校正》PPT课件

《《遥感影像辐射校正》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、遥感图像的辐射校正张超中国农业大学信息与电气工程学院地理信息工程系22八月2021本次课程主要内容引起辐射误差的原因由于大气影响引起的辐射误差校正由于太阳辐射不同引起的辐射误差校正辐射校正定义利用传感器观测目标的反射或辐射能量时，由于测量值包含了太阳位置、地形起伏、大气等外界条件，或因传感器的性能不完备等引起的辐射失真，所以传感器得到的测量值与目标实际的光谱反射/发射率或光谱辐射亮度等物理量不一致。消除图像数据中依附在辐射亮度中的各种噪声的过程称为辐射（量）校正（radiometriccorrection;radiometricca

2、libration（需要有标定物））大气辐射校正作用不同时间或不同传感器收集的影像进行对比和共同应用，相同地物有相似的辐亮度（反射率），以便进行动态监测和变化监测；将影像像元光谱与地面收集或实地测定的光谱进行对比，使影像上的光谱信息更接近于地面地物的光谱信息；定量遥感必须做大气辐射校正，如农情监测、估产等1图像的辐射纠正原因1.1为什么要进行辐射纠正？1）传感器本身的产生的误差；2）外界（自然）条件引起的误差与几何畸变产生原因类似形成“同物异谱，异物同谱”现象。图像不能真实地反映不同地物的光谱特征，影响了遥感数字图像的质量和应用。遥

3、感器的响应特性引起的辐射误差对于框幅式摄影机，主要由于透镜中心和边缘的透射光强度不一致造成的对于扫描成像，包括：一、光电转换误差；二、探测器增益变化引起的误差。另外，还包括，由探测器单元不一致引起的条纹误差，由存储设备和噪声引起的斑点误差。遥感仪器误差导致接收的图像不均匀，产生条纹等现象，但是这种畸变一般在数据生产过程中，由生产单位（地面站）根据传感器参数进行校正，一般不需要用户进行校正。外界（自然）条件引起的辐射误差1、大气对电磁辐射的影响大气的散射、反射和吸收用户应该考虑的主要是大气影响造成的畸变，特别是定量遥感。2、太阳辐射引

4、起的辐射误差1）太阳位置引起的辐射误差2）地表地形起伏引起的辐射误差反射率反射率是反射辐射通量与入射通量的比值，是0-1之间的无量纲的值ρλ=Φreflectedλ/Φiλ通常用反射率描述各种地物的光谱反射特性。分为：镜面反射、方向反射、漫反射（各向同性）反射率是地物自身的属性一个基本概念：2、由于大气引起辐射误差校正大气影响的定量分析进入大气的太阳辐射会发生反射、折射、吸收、散射和透射。其中对传感器接收影响较大的是吸收和散射。大气影响的定量分析无大气：在没有大气存在时，传感器接收的辐照度，只与太阳辐射到地面的辐照度和地物反射率有关

5、。设E0λ为波长λ的入射辐照度，θ为入射方向的天顶角，当无大气存在时，地面上单位面积的辐照度为：太阳光为方向光束大气影响的定量分析假定地表面是朗伯体，其表面为漫反射，则某方向物体的辐射亮度为：是地物反射率；是半球球面度（半球反射）大气影响的定量分析传感器接收信号时，受仪器的影响还有一个系统增益因子，这时进入传感器的亮度值为：大气影响的定量分析由于大气的存在，辐射经过大气吸收和散射，透过率小于1，从而减弱了原信号的强度。同时大气的散射光也有一部分直接或经过地物反射进入到传感器，这两部分辐射又增强了信号，但却不是有用的。在入射方向有与入

6、射天顶角θ和波长λ有关的透过率Tθλ；反射后，在反射方向上有与反射天顶角Φ和波长λ又有关的透过率TΦλ。因此进入传感器的辐亮度值为大气影响的定量分析由于大气分子和气溶胶等散射，使得邻近区域对太阳辐射的反射经大气散射，部分能量进入传感器，其辐照度为ED，其辐亮度值为（此值通常很小，有人主张忽略不计）相当部分的散射没有到达地面，向上通过大气直接进入传感器，这部分辐射称为程辐射度，辐亮度为。大气影响的定量分析大气影响的定量分析可见，由于大气影响的存在，实际到达传感器的辐射亮度是前面所分析的三项之和，即辐射传输方程Eλ为传感器输入辐射度Kλ

7、为传感器的光谱响应系数；ρλ为地物的波谱反射系数；E0为太阳辐射照度T（Z1，Z2）为Z1到Z2区段的大气层光学厚度θ为太阳天顶角；ελ为地物的发射率系数We(λ)为与地物同温度黑体的发射通量密度H为平台高度；bλ为大气辐射所形成的天空辐射照度辐射传输方程从辐射传输方程可以看出，传感器的输出Eλ除了与地物本身的反射和发射波谱特性有关外，还与传感器的光谱响应特性、大气条件、光照情况等因素有关。大气影响的定量分析比较以下两个公式：大气的主要影响是减少了图像的对比度，使原始信号和背景信号都增加了因子。有大气无大气大气影响的定量分析无大气时

8、（a)白处亮度值为50，黑处亮度值为0，则亮度对比C1=（50－0）／50＝1。当有大气影响时(b)，乘上透过率后假定减少10％，亮度值减少到45，而由于L2和Lp存在，黑白处亮度均增加10，这样亮度对比变成C2=（55-10)/55