交叉辐射对高分辨率遥感成像质量的影响

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1、航天返回与遥感第34卷第3期26SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2013年6月交叉辐射对高分辨率遥感成像质量的影响12齐怀川王合顺（1中国资源卫星应用中心，北京100094）（2中国科学院遥感应用研究所，北京100101）摘要空间光学遥感成像卫星是利用接收来自地面目标反射的光辐射信息来实现对地目标的遥感观测。来自目标的光辐射信息在到达遥感卫星有效载荷前必须经过大气辐射传输环节，因此，作为成像链路中的一个环节，大气辐射传输对遥感卫星数据质量的影响不能避免。大气对遥感图像的影响主要包括大气程辐射和交叉辐射。文章利用蒙特卡洛算法计算分析了遥感卫星成像系统在不同大气条件

2、、空间分辨率、观测天顶角等情况下的交叉辐射影响，通过5×5矩阵表示交叉辐射的点扩展函数(PointSpreadFunction，PSF)，通过变换将PSF得到不同情况下的调制传递函数(ModulationTransferFunction，MTF)值。随着大气能见度的降低、观测空间分辨率（GroundSamplingDistance，GSD）的逐渐减小以及观测天顶角的逐渐增大，根据计算结果及分析表明交叉辐射的影响逐渐严重，在大角度高分辨率观测时交叉辐射导致的临近像元辐射贡献增大尤其明显，交叉辐射导致成像质量的影响不能忽略。关键词交叉辐射成像质量点扩散函数高分辨率空间遥感中图分类号:V443.5文

3、献标志码:A文章编号:1009-8518(2013)03-0026-08DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2013.03.004Cross-RadianceInfluenceonImagingQualityofHighGSDRemoteSensing12QIHuaichuanWANGHeshun(1ChinaCenterforResourcesSatelliteDataandApplication,Beijing100094,China)(2InstituteofRemoteSensingApplications,ChineseAcademyofSciences,Bei

4、jing100101,China)AbstractTheopticalimagingsystemofremotesensingsatelliteobservesobjectontheearthbyreceiv-ingtheradiancefromit.Beforearrivingattheimagingsystem,theradiancefromobjectshouldpassthroughtheatmosphere.Soasapartoftheimagingchain,theatmosphericinfluenceontheimagingqualityofremotesensingsatel

5、liteshouldbeconsidered.Theatmosphericinfluencecanbedividedintotwoparts:onepartisthepathradiance;theotherpartiscross-radiance.Thepointspreadfunctions(PSFs)ofcross-radianceinfluenceontheremotesenseimagingsystematdifferentconditions,suchasatmosphericvisibility,groundsamplingdis-tance(GSD)andviewingzeni

6、thangle,areanalyzedandcalculatedbyusingtheMonteCarlomeans.ThePSFisexpressedby5×5matrix,andthemodulationtransferfunction(MTF)gottenbytransformingthePSF.FromthedataofPSFandMTFindifferentconditions,itisshownthatthecross-radianceinfluencegetsmoreandmoreseriouswhentheatmosphericvisibilityisfrom25kmto5km,

7、theGSDfrom100mto2m,andtheviewzenithanglefrom0°to60°.Formtheresultofsuchanalysisthecross-radianceinfluencegetmostseriousatbigviewzenithangle,sothecross-radianceinfluencecannotbeneglectedespeciallyforhi