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遥感图像的辐射校正 地理信息工程系 2020年4月9日星期四  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( radiometric correction; radiometric calibration(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  图像的辐射纠正原因 11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 光电转换误差; 、探测器增益变化引起的误差。 另处,还包插n探测器单元不二致 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, 般不需要用卢进行校正。  外界(自然)条件引起的辐射误差 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  2、由于大气引起辐射误差校正 个基本概念: 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 °p=Φ reflectedΦi 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  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。 s 进入传感器 E入射 大气层 吸收T 辐 反收 反射率R  进入传感器 E入射 大气影响的定量分析 吸收7 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 设E为波长A的入射辐照度,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