基于地面定标技术的地物光谱反演方法研究

阐述了利用地面光谱定标和实验室遥感仪器定标技术和遥感方程对成像光谱遥感数据进行反射率反演的理论基础、技术方案及操作规范。结合航空遥感飞行试验,对成像光谱遥感数据进行了地物反射率反演,并讨论分析了该方法的可行性条件。研究结果表明:(1)该方法简便、实用、可行;(2)地面定标点的选择及光谱测量精度是影响反射率反演准确性的主要因素;(3)遥感器的几何参量、遥感数据获取的时间跨度、地形因子及二向反射因素是造成反射率反演误差的重要原因,在实际应用中也应加以重视。     

成像光谱仪的定标

成像光谱仪是同时获取地物的影像和光谱信息的新一代遥感器。定量遥感技术要求对其进行精确的光谱定标与辐射定标，并在执行任务期间考察定标精度。综述了对航空与航天成像光谱仪进行发射前地面上的绝对定标的方法与在飞行中进行相对定标和绝对定标的各种方法，并探讨了提高其精度的可行途径     

遥感系统的光谱辐射定标

遥感系统的光谱辐射定标问题是遥感器设计和遥感数据使用中的一个重要问题,近几年来引起了国内外遥感界不少学者的重视和兴趣。本文概括地介绍遥感系统中光谱辐射定标技术的发展状况,以及国外几个著名的空间遥感器上所使用的定标方法。     

基于正侧视模型的机载双天线干涉SAR外定标方法

采用基于敏感度方程的方法,研究了基于正侧视成像模型下的机载双天线干涉SAR系统的外定标问题。算法通过对干涉成像方程各参数求导,得到基于敏感度方程的误差模型,并在此基础上,依据若干地面控制点的精确数据,求解干涉参数偏差。通过迭代求解,得到定标后的干涉参数,并生成精确的数字高程模型及对地面目标点进行定位。利用我国自主设计、研制的机载干涉SAR系统获得的数据,进行了外定标处理实验,验证了方法的有效性。     

基于三维重建模型的机载双天线干涉SAR外定标方法及实现

采用三维重建模型,研究了机载双天线干涉SAR系统的外定标问题。算法采用基于敏感度方程的方法,通过对干涉成像方程各参数求导,得到基于敏感度方程的误差模型,在此基础上,依据若干地面控制点的精确数据,求解干涉参数偏差。通过迭代求解,得到定标后的干涉参数,并生成精确的数字高程模型。利用我国自主设计、研制的机载干涉SAR系统获得的数据,进行了外定标处理实验,验证了方法的有效性。     

基于多个稳定目标的吉林一号光谱02卫星多光谱成像仪的在轨绝对辐射定标

卫星在轨后精准的绝对辐射定标是对其观测数据进行定量化应用的基础。与传统的场地定标法、交叉定标法相比，基于稳定场景目标的定标方法具有成本低、频次高、可实现历史数据定标等优点。使用中分辨率成像光谱仪（MODIS）的MCD19A1产品、MCD43A1产品和MOD03(MYD03)产品模拟出MODIS band8在光谱02卫星观测条件下的方向反射率，再结合MCD43A1产品中MODIS band1～band5的方向反射率、MCD19A2产品中的气溶胶参数、水汽参数以及MOD07(MYD07)产品中的臭氧参数，对2021年10月光谱02卫星多光谱成像仪对多个稳定目标成像的入瞳辐亮度进行辐射传输模拟，实现对其在轨绝对辐射定标。对该定标系数的真实性检验结果表明：与发射前定标系数相比，基于重新标定系数进行大气校正的结果与哨兵2号反射率产品的差异明显减小；重新标定的观测辐亮度与包头地基自动辐射定标数据的平均相对差异为3.18%，说明定标结果具有较高的精度。研究结果可以为使用稳定目标对中高空间分辨率光学遥感卫星在轨绝对辐射定标提供方法支撑。     

环境一号B星红外多光谱相机综合辐射定标

环境一号B星红外多光谱相机(简称HJ-1B星IRS)在轨运行过程中受各种因素的影响,其探测性能不断发生衰减,绝对辐射定标可有效地改善遥感器辐射特性的测量精度,从而提高遥感数据辐射质量.文中针对HJ-1B星IRS星上定标系统特点,利用2010年8月地面同步试验数据对IRS热红外通道进行综合辐射定标,修正了原始定标系数,并进行定标系数的真实性检验.结果表明借助地面试验数据进行的综合辐射定标弥补了星上定标系统的不足,获得的定标系数准确可靠,可满足遥感数据定量化应用的需要.     

机载成像光谱图象边缘辐射畸变校正

由于受大气效应、地物反射非朗伯特性、仪器－太阳－目标相对几何关系以及仪器系统本身特性等多种因素的影响,机载成像光谱数据中不可避免地将引入系统或非系统的辐射畸变,严重地影响了数据表达信息的可靠性和有效性。目前虽然已有一些机载遥感图像辐射畸变校正方法,但由于受各种应用条件的限制,所发展的这些方法普遍缺乏实用性和通用性。该文在对机载成像光谱图象边缘辐射畸变形机制进行理论分析和探讨的基础上,针对机载成像光     

基于Terra/MODIS数据的HJ-1B/CCD1交叉定标方法研究

交叉辐射定标是国际上新近发展起来的一种无场地定标方法,它的应用弥补了场地定标成本较高、定标参数更新周期较长的不足。对于我国2008年发射的环境与灾害监测预报小卫星CCD数据而言,探索交叉辐射定标方法的适用性,对及时发现传感器辐射性能的变化,促进CCD遥感数据的定量化应用具有重要意义。本研究以辐射定标精度较高的Terra/MODIS数据为参考,分别使用光线匹配法（RM）和辐射传输模型方法（RTM）对HJ-1B/CCD1数据进行交叉辐射定标,并与相同条件下进行的场地定标结果比较。实验结果表明,使用这两种方法获取的CCD1的第2、3、4波段的定标结果与场地定标结果差异较小,只有第1波段定标结果与场地定标结果差异相对较大,这证明了交叉辐射定标方法的有效性。另外,虽然RTM方法考虑了参考传感器和待定标传感器光谱响应和观测几何的差异,但是由于RTM方法会受到所使用的6S模型本身的误差以及输入的大气参数、地表参数测量误差的影响,该方法并不总是优于RM方法。     

机载AISA Eagle Ⅱ高光谱数据处理——以额济纳旗试验区为例

机载AISA EagleⅡ传感器为"黑河综合遥感联合试验(HiWATER)"额济纳旗试验区提供航空高光谱影像。介绍了高光谱原始数据的辐射定标、几何校正、大气校正等预处理过程。根据研究区地形差异以及数据使用目的的多样性,几何校正中可选择是否加高精度DEM产品,大气校正的选择策略可分为平坦地形无DEM的大气校正和起伏地形添加DEM大气校正。本试验数据采用加载高精度DEM的几何校正和平坦地形大气校正方法,经过预处理后的高光谱数据产品,其地理坐标与高分辨率的CCD影像对比,地理位置信息较为准确;与实测地物光谱对比,影像光谱能较好地体现地物光谱的特性,数据可用作定量遥感进一步的研究。     

渭河定量遥感水质反演中的大气校正作用研究

以渭河陕西段为研究对象,在获取了渭河陕西段实地监测数据和相应时间段的SPOT-5遥感影像数据基础上采用黑暗像元法(DOS)、大气辐射传输模型法等7种大气校正方法对SPOT-5遥感影像进行大气校正。结合校正后的遥感数据,使用多元线性回归、支持向量机(SVM)、及BP神经网络3种方法对渭河进行定量遥感水质反演。实验结果表明,通过遥感影像对渭河进行定量水质反演是可行的,大气校正在一定程度上提高了定量遥感水质的精度。对于SPOT-5遥感影像的大气校正,采取对遥感数据辐射定标后消除各波段最暗像元的方法可以达到较好的效果。     

机载高光谱数据提取冬小麦冠层叶绿素含量的模型分析及验证

遥感提取叶绿素含量的方法是精准农业的重要研究方向之一,但是如何用冠层光谱数据有效地提取叶绿素含量仍然是一个难点。本文用光谱指数TCARI和OSAVI的组合建立提取冬小麦冠层叶绿素含量的关系式,并使用实验田获取的冬小麦冠层光谱以及与之同步的机载高光谱传感器OMIS数据进行了验证。通过误差分析讨论了该方法用于遥感高光谱数据时需要注意的问题,表明大气校正的精度,传感器的信噪比以及波段中心的漂移是模型反演精度的主要制约因素。     

一种多模态遥感器的主控与通信数字系统

在现代空间探测活动中,随着单模态遥感器技术发展的日益成熟,以及太空探测与开发的要求日益迫切,综合性遥感器逐渐成为发展的一个热点。所谓综合性遥感器,就是由多种遥感仪器组合为一个系统,相互间协调工作,实现多方面资源的共享,而其关键就在于控制与通信系统。结合实际工作,就一种多模态遥感器的主控与通信系统(M3RS-CC)进行整体性的介绍与分析。     

TM和SAR遥感图像的不同层次融合分类比较

多传感器遥感图像为分类技术提供了更多的地物特征信息,有助于提高分类精度,增强计算机自动解译的能力,减少遥感图像的后处理时间。给出了ＴＭ 和ＳＡＲ遥感图像根据信息处理所在的不同层次融合分类特征的选取及分类方法,并从融合分类的精度和计算时间消耗上对哈尔滨市附近地区５１２×５１２ 大小的ＴＭ和ＪＥＲＳ１ 的ＳＡＲ图像的不同层次融合的分类进行比较,指出特征层融合是ＴＭ和ＳＡＲ遥感图像融合分类的最理想层次     

专用偏振成像智能遥感器设计研究

针对偏振成像遥感技术及其探测装置发展的需要,提出了一种微小型、高可靠性的专用偏振成像智能遥感器的设计思路,并给出了各模块的设计,以满足特殊平台探测需求.在此基础上与传统的偏振成像遥感CCD相机比较,分析了其特点和优势.仿真实例证明,设计的专用无人机载偏振成像智能遥感器能够实现偏振成像探测设备的轻小型化,且成像质量较好.     

HJ1B星CCD相机内方位元素的在轨标定方法

为了获得内方位元素的在轨值,提高遥感影像的定位精度,利用线阵推扫传感器构象模型,提出了一种对HJ1B\|CCD相机内方位元素进行在轨标定的方法。首先,选取地面控制点,建立地面控制点和相应像点的共线方程组;其次,建立误差方程,估算未知参数的初值;最后,利用狭义岭估计的方法解算误差方程,获得内方位元素和外方位元素值。实验证明,用该方法对HJ1B\|CCD相机内方位元素进行在轨标定,具有较高的稳定性和精度。     

多模态遥感器的主控与通信数字系统

在现代的空间探测活动中, 随着单模态遥感器技术发展的日益成熟, 以及太空探测及开发的要求日益迫切, 综合性遥感器逐渐成为发展的一个热点。所谓综合性遥感器, 就是由多种遥感仪器组合为一个系统, 相互间协调工作, 实现多方面资源的共享, 而其关键之一就在于控制与通信系统。结合作者的实际工作, 就神舟4 号主载荷多模态遥感器的主控与通信系统( M3RS-CC) 进行整体性的介绍与分析。     

珠海一号欧比特高光谱数据交叉辐射定标初探

搭载于“珠海一号”卫星星座的欧比特高光谱OHS（Orbit Hyper Spectral）传感器,以较高的光谱分辨率和空间分辨率,在近岸及内陆湖泊水色遥感应用方面具有很大潜力。然而OHS缺乏星上定标系统,目前在轨定标采用陆地定标场的资料,其定标结果在水体等低反射率地物误差较大。因此提出一种基于传感器入瞳总辐亮度的交叉辐射定标法,该方法结合QAA（Quasi-Analytical Algorithm）准分析算法和6SV2.1辐射传输模型,利用GOCI（Geostationary Ocean Color Imager）多光谱数据对OHS高光谱数据进行交叉辐射定标。研究结果表明：①GOCI和OHS传感器获取的地物辐射相关性好,在可见光波段范围内,R²均高于0.84;②重新定标后的数据能明显改善不同传感器之间的辐射差异,在可见光波段范围内,定标误差小于9%。实验为高光谱传感器的辐射定标提供了一种新的方法,对建立高光谱定量化、业务化水色遥感处理系统,特别对OHS数据在水域的各种应用具有重要意义。