遥感影像地形辐射校正方法研究与系统实现

摘要

地形辐射校正是遥感影像辐射校正中一项重要的内容，是定量化遥感数据处理必不可少的关键技术。在复杂的山区地形中，由于地表接收的太阳辐射受到地形因素的严重影响，使得不同坡度、坡向上的像元存在辐射失真的问题，增加了地物光谱信息提取的难度，阻碍了遥感影像数据的进一步分析处理。通过地形辐射校正，减小或消除地形影响，才能更好地从遥感影像中提取与实际相符合的地表信息。本文通过对现有6种地形辐射校正模型进行的实例验证和分析比较，选用其中校正效果最好的Sandmeier校正模型作为基础，并对其算法进行改进，进一步提高了模型校正的精度。该改进后的Sandmeier模型从地面所接收到的太阳直接辐射、天空散射辐射和邻近地形反射附加的辐射三个方面分析计算得到地面每个像元的太阳总辐射，并在此基础上建立地表真实反射率恢复模型，实现了对遥感影像的地形辐射校正。在算法实现上，采用交互式数据语言(Interactive Data Language，IDL)，结合“6S”大气校正模型和数字高程模型(Digital Elevation Model，DEM)进行编程实现。利用北京山区的TM遥感影像所做的实验表明该方法能有效地消除遥感影像中地形的影响，为影像的后续处理提供更真实的信息。最后对本文所用到的功能模块进行系统集成，构建一个原型系统。该系统包括数据预处理、地形辐射校正及最后的显示出图等多项功能。

目录

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绪论

1选题意义

1.1地形对遥感影像的影响

1.2地形辐射校正的意义

2国内外研究进展

2.1朗伯体假设模型介绍

2.2非朗伯体假设模型介绍

2.3模型的优缺点分析

3本文研究内容和方法

3.1现有模型的分析比较

3.2模型算法的改进和完善

3.3改进后模型的实例应用及效果评价

3.4原型系统的实现

第一章数据准备与数据预处理

1研究区介绍

2数据源

2.1遥感影像数据简介

2.2其他辅助数据介绍

3数据预处理

3.1遥感影像数据预处理

3.2其他辅助数据获取

第二章地形辐射校正模型介绍与评价

1朗伯体假设模型

1.1余弦校正模型

1.2 C校正模型

1.3 SCS校正模型

1.4 SCS+C校正模型

1.5 Sandmeier校正模型

2非朗伯体假设模型

2.1 Minnaert校正模型

第三章地形辐射校正算法研究与改进

1原理分析

2算法研究与改进

2.1地面所接收的太阳总辐射

2.2地表真实反射率恢复模型

3改进后模型算法评价

第四章地形辐射校正及结果验证

1技术流程

2实例应用

3结果分析

3.1目视对比分析

3.2数据统计分析

3.3综合评价

第五章地形辐射校正系统实现

1开发工具选择与环境配置

1.1开发工具的选择:IDL

1.2环境配置

2系统功能

2.1系统主界面

2.2主要功能

3算法实现关键技术

3.1太阳直接辐射的计算

3.2天空散射辐射计算

3.3邻近坡面反射辐射计算

第六章结论与展望

1研究总结

1.1主要工作

1.2结论

1.3创新点

2研究展望

参考文献

攻读学位期间承担的科研任务和主要成果

致谢

个人简历