国产中—高分辨率遥感数据反射波段交叉辐射定标方法与体系研究

摘要

随着我国遥感事业的飞速发展，遥感技术在我国国防建设和国民经济建设中起到了不可替代的作用，成为我国战略性高技术产业的重要组成部分。遥感应用逐渐由定性走向定量，人们对辐射定标的要求也越来越迫切。遥感卫星传感器的辐射定标是正确判读并有效利用遥感卫星影像的前提。目前我国国产卫星定标系数的获取仍然依赖于场地定标，影响了多源卫星遥感数据的综合应用。交叉辐射定标技术是一种稳定、高效的定标方法，比场地定标更具有优势，不仅定标需要的成本低，还可对历史数据进行定标。
　　根据国产中-高分辨率卫星反射波段数据的特点，本文发展了一套分别针对中-高分辨率宽覆盖卫星数据和高分辨率窄幅垂直观测卫星数据的交叉辐射定标方法体系。本文的主要研究工作如下:
　　1.在现有的提取巴丹吉林沙漠地表BRDF的方法上，本文使用最新的Landsat8-OLI数据与国产ZY-3前后视数据提取的DEM数据，提取得到精度更高，细节更多的实验区地表BRDF特征信息，提高了交叉辐射定标结果的精度。
　　2.使用1中提取得到的BRDF特征信息，结合宽幅传卫星数据(HJ-CCD、GF1-WFV)转换到巴丹吉林沙漠局部坐标下的太阳-观测几何，对地表反射率进行，使用MODIS时间序列数据对实验区气溶胶光学厚度进行反演。通过6S模型反演得到传感器的入瞳辐亮度，最终拟合出定标系数。
　　3.使用光谱匹配交叉辐射定标法，以Landsat8-OLI传感器为参考对高分辨率窄幅垂直观测卫星数据(GF1-PMS、ZY3-MSS)进行定标。通过选取观测条件相似的数据来消除由于太阳-观测几何、大气状况、空间分辨率等引起的差异;通过应用光谱匹配因子来消除因光谱响应函数不同而产生的影响。通过对定标结果的分析，发现本文的交叉辐射定标方法可行，对国产卫星的定标研究具有重要的意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究意义

1．3 研究现状

1．3．1 辐射定标

1．3．2 国产卫星定标研究现状

1．4 研究内容及技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 研究路线

1．5 论文的组织结构

第2章 研究区选择与数据预处理

2．1 研究区域选择

2．2 数据源介绍

2．2．1 环境减灾卫星

2．2．2 资源三号卫星

2．2．3 高分一号卫星

2．2．4 陆地成像仪

2．2．5 中分辨率成像光谱仪

2．3 数据预处理

2．3．1 几何校正、重采样

2．3．2 裁剪、拼接

2．3．3 辐射定标

2．3．4 大气校正

2．3．5 DEM反演与坡度坡向计算

2．4 本章小结

第3章 宽幅传感器交叉辐射定标

3．1 实验区BRDF特征信息提取

3．1．1 原理简介

3．1．2 太阳-观测几何坐标转换

3．1．3 构建查找表

3．2 光谱匹配因子

3．3 模拟待定标传感器的地表反射率

3．3．1 计算传感器太阳-观测几何

3．3．2 太阳-观测几何坐标转换

3．3．3 模拟地表反射率

3．4 基于时间序列MODIS数据气溶胶反演

3．4．1 MODIS影像的预处理

3．4．2 建立查找表

3．4．3 反演地表BRDF及气溶胶光学厚度

3．5 反演表观辐亮度

3．6 计算定标系数

3．7 本章小结

第4章 垂直观测窄幅传感器交叉辐射定标

4．1 垂直观测窄幅传感器数据特点

4．2 光谱匹配交叉定标方法

4．2．1 光谱匹配法原理

4．2．2 可行性分析

4．3 计算定标系数

4．3．1 建立Landsat8-OLI影像库

4．3．2 待定标影像选取及预处理

4．3．3 拟合定标系数

4．4 本章小结

总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及科研成果