多光谱相机基于灰阶靶标的在轨绝对辐射定标陈洪耀.pdfVIP

1007-4619 (2012) 增刊-0028-07 Journal of Remote Sensing 遥感学报 多光谱相机基于灰阶靶标的在轨绝对辐射定标 1 2 1 2 1 1 陈洪耀 ，李胜利 ，司孝龙 ，李晶，徐伟伟 ，王戟翔 ， 2 1 1 杨俊峰 ，张黎明，沈政国 1．中国科学院安徽光学精密机械研究所 通用光学定标与表征技术重点实验室 ，安徽 合肥 230031； 2．西安测绘研究所 ，陕西 西安 710054 摘 要：多光谱相机在轨绝对辐射定标是其遥感数据定量化应用 的关键环节 。高空间分辨率多光谱相机基于大面积灰 阶靶标 的在轨辐射定标 ，以灰 阶靶标BRDF 、漫射/总辐射 比和大气光学厚度等参数 的地面测量为主 ，通过 目标反射辐 射与大气程辐射 、周 围环境辐射 的分离 ，消除了对气溶胶散射 的假设 ，简化 了定标流程 ，突破 了基于大面积均匀场定 标受到的地理位置和天气状态等条件 限制 ，该方法有望实现高空间分辨率多光谱相机全动态范 围内的高频次 、高精度 业务化在轨辐射定标 。不确定度分析表明，目前该辐射定标方法可实现4.7%的不确定度 ，将来有望提高到3%—4%的水 平 。对天绘一号多光谱相机进行 了基于大面积灰 阶靶标 的定标试验 ，通过两次过顶时刻地面总辐照度变化 的比较及靶 标观测值 的回归分析 ，初步判断两次定标时间内多光谱相机波段3的性能发生了变化 。 关键词：辐射定标 ，定量遥感 ，高空间分辨率遥感器 ，大气光学厚度 ，灰阶靶标 ， “天绘一号” 中图分类号：TP701 文献标志码：A 引用格式： 陈洪耀，李胜利，司孝龙，李晶，徐伟伟，王戟翔，杨峻峰，张黎明，沈政国．2012．多光谱相机基于灰阶靶标的在轨 绝对辐射定标．遥感学报， 16(增刊): 28-34 Chen H Y, Li S L, Si X L, Li J, Xu W W, Wang J X, Yang J F, Zhang L M and Shen Z G. 2012. Multispectral imager vicarious radiometric calibration based on gray-scale tarps. Journal of Remote Sensing, 16(增刊): 28–34 1 引 言 射板等星上定标系统 ，但定标系统 自身可能会发生衰 变(有 的具有稳定性监视系统) ，并且这些系统大多只 高空间分辨率光学遥感在 国土资源调查 、测绘制 能实现部分孔径或部分光路 的定标(顾名澧 ，2000) 。 图、城市规划 以及军事侦察等领域有重要 的应用意义 光学遥感器在轨运行期间 ，以大面积均匀场或人工 目 (沈琪和马金辉 ，2006 ；蔡宏 等 ，2006 ；唐伟 等 ， 标为场景 ，通过地面光谱反射率 、大气光学参数测量 2008) 。观测 目标 的生物物理参数等遥感数据产 品和 结合辐射传输计算 的场地替代定标方式 ，物理量直接 遥感器的辐射响应有直接关系 ，因此遥感器运行期间 溯源至大气外太 阳常数 ，因此可实现光学遥感器工作 的绝对辐射定标 的精确度直接影响着其遥感数据应用 状态下绝对辐射定标(Slater 等 ，1995) 。 的广度和深度(乔延利 等 ，2006) 。 反射率 法 、辐亮 度 法 以及 辐 照度 法是 3种 常用 光学遥感