一种改进的MODIS影像BRDF辐射校正方法

针时二向性造成的辐射失真，在核驱动模型的基础上提出了一种改进的二向性反射分布模型，并通过时MODIS影像的试验，得到了减弱辐射差异的较好效果，并对试验结果进行了分析和评价。     

遥感辐射传输建模与反演研究进展

综述了地表二向反射特性和植被BRDF 模型、地表热辐射方向性机理与建模研究的国内外现状; 围绕遥感辐射传输建模研究的最新进展, 重点介绍了基于叶片正反面反射率不等现象的叶片波谱模型改进(EPROSPECT)及冠层辐射传输模型(SAILE)、行播作物二向性反射模型、冬小麦穗叶复合热红外辐射方向性模型、二向性反射特性计算机模拟模型(RGM)、热红外辐射方向性计算机模拟模型(TRGM); 选择典型地表参数介绍了定量遥感反演的最新研究进展, 包括植被指数方向性校正方法、叶面积指数遥感反演中的信息量度量及其不确定性分析、地表反照率遥感反演中的地形校正方法等, 在此基础上介绍了定量遥感反演软件系统(RSIS 1.0)。最后就地表参数多源遥感协同反演面临的关键科学问题和近期研究目标进行了展望。     

遥感影像邻坡反射辐射计算与分析探讨

通过对邻坡反射辐射机理的剖析,考虑邻坡反射路径中气柱程辐射、透过率等影响因素,建立了邻坡反射辐射物理模型,实现了对像元接收到的邻坡反射辐射照度及其比例的定量化计算。影像实验结果表明,像元接收到的邻坡反射辐射照度取决于周边下垫面反射率、地形、太阳入射光谱等因素的共同影响,高反射率的周边下垫面推升邻坡反射辐射照度;像元的邻坡反射辐射比例取决于它接收到的直接辐射、散射辐射与邻坡反射辐射的综合计算,低照度像元的邻坡反射辐射比例较高,阴影像元在弱散射波段的邻坡反射辐射比例一般高于强散射波段。     

采用灰度分割的自适应矩匹配条带噪声去除方法

针对国产卫星全色影像中的随机条带噪声现象,提出了一种采用灰度分割的自适应矩匹配条带噪声去除方法。该方法首先将不同反射特性的地物按照灰度差异进行分割处理,然后对每一个分割区域分别采用标准矩匹配进行处理,从而抑制标准矩匹配处理过程中造成的灰度畸变。选取资源1号02C-HR光学影像进行实验,结果表明,与现有的去噪方法相比,所得图像质量有较大提升。     

地形对地表二向性反射测量的影响(英文)

该文重点研究不同空间分辨率下粗糙地表的表面二向性反射测量。这里将不同二向阴影函数和计算机模拟技术进行了对比，所用到的计算机模拟技术包含射线追踪和基于人造表面和３０ｍＤＥＭ数据的辐射通量法等。所有算法都显示出地形对辐射度量有显著影响，然而，它们同时揭示了诸多模型之间存在着很大的差异，如果想准确估计地形对二向性反射分布函数的影响，就必须做进一步的研究。     

基于直射辐射遥感图象的地物双向反射特性研究(英文)

该文讨论了一种在ＧＩＳ支持下利用直射辐射遥感图象研究地物双向反射特性的原理和方法。其主要依据是象元地面的坡度和坡向的不同，同时改变了象元地面与太阳之间、象元地面与卫星传感器之间的相对位置，并且造成了同类象元太阳直射辐射遥感分量的差异。而正是这种差异体现了该类地物双向反射特性。在ＧＩＳ的支持下利用卫星直射辐射遥感数字图象，研究卫片象元同类地物的这种差异的规律以及它们与对应坡面上的太阳位置、卫星位置的关系，便可进行该类地物的双向反射特性研究。     

一种获取野外实测目标物BRDF的方法

目标物的二向性反射特性,无论是在遥感模型还是在遥感反演中都扮演着重要的角色,因此,选用正确的方法获得自然条件下目标物的二向性反射特性是遥感定量分析的基石。长期以来,人们往往用在自然条件下（即太阳直射光和天空漫射光同时存在）测得的双向反射率因子（Bidirectional Reflectance Factor,BRF）作为对目标物反射特性的表述,但定义BRF时,对外来辐射环境（即入射辐射亮度的空间分布函数）没有做出明确的规定,事实上,这样测得的BRF值与辐射环境有关,用它来描述目标物的反射特性是不妥当的。本文通过野外测量证实了上述观点,还证明了双向反射率分布函数（Bidirectional Reflectance Distribution Function,BRDF）与辐射环境无关的事实。同时本文也为读者提供了一种获得野外实测目标物BRDF的方法。实验证明,使用该方法能较准确地获得目标物在自然条件下的BRDF。     

采用夜光遥感数据提取城市建成区的邻域极值法

针对灯光溢出特性导致的采用夜光数据提取城市建成区精度低的问题,提出了采用邻域极值法的建成区提取方法。首先,应用一元二次回归模型对夜光数据进行相对辐射校正处理;然后,通过邻域极值滤波得到描述影像灰度值空间变化特征的极值影像;最后,采用极值搜索算法获取建成区边界影像,并利用二值分割法提取城市建成区。实验结果表明,所提方法的平均Kappa系数和阈值选取时间分别为0.85、37 s,较突变检测法和统计分析法分别提高了0.03、1 503 s和0.01、443 s。提取结果的空间形态更接近于参考数据,具有更好的提取效果和稳定性。     

地形辐射校正在极化SAR影像分类中的应用

由于SAR斜距成像几何方式及地形起伏的影响,原始SAR影像存在透视收缩、叠掩、阴影等严重的几何畸变和辐射畸变。其中,叠掩区具有强烈的后向散射回波,在极化SAR影像的分类研究中容易造成林地与居民地等地物混分,降低分类的精度。针对该问题,本文研究一种地形辐射校正方法,引入投影角计算后向散射系数γ0,有效地解决了地形起伏造成的辐射畸变问题。选取一景全极化Radarsat-2影像进行实验验证,分别对地形辐射校正前后的极化SAR影像进行了复Wishart监督分类。通过对分类结果的比较,表明经本文地形辐射校正方法处理后,极化SAR影像的分类精度得到了改善。     

邻坡反射辐射对地物反射率计算的影响评估

采用朗伯体经验模型计算邻坡反射辐射,并建立其对目标像元反射率计算影响的评估模型。研究表明,忽略邻坡反射辐射将造成目标像元反射率的计算值偏高,尤其在低照度区域易导致光学遥感影像地形辐射校正出现过饱和现象。研究证实,雪的可见光近红外波段的邻坡反射辐射、植被的近红外波段的邻坡反射辐射对目标像元反射率计算的影响显著,对地形遮蔽度大的目标像元可产生10%以上的反射率相对误差。     

利用云下阴影实现陆地上空气溶胶和地表反射率的同时反演—理论方法和模拟

卫星探测信号包含大气中分子和粒子的散射贡献以及地表反射的贡献,在陆地上空二者的贡献相当,并且陆地地表反射率在时间和空间上极度不均一,因此,很难区分二者的各自贡献从而定量提取大气气溶胶和地表反射率,陆地上空气溶胶的反演也一直是一个极具挑战性的课题.而高分辨率卫星资料如TM5的可见光通道能够很好地区分云和云下阴影,如果云是不透光的,在阴影上空,卫星信号仅包含大气散射贡献和地表漫反射贡献,而在邻近的非阴影区上空,卫星探测信号还包含地表直接反射的贡献,根据这个原理,利用辐射传输模式分析了阴影区和非阴影区上空卫星探测的辐射量差别与地表反射率和大气气溶胶的关系,提出一种利用云下阴影来同时提取阴影上空大气气溶胶和地表反射率的单波长反演方案,并对气溶胶单次散射反照率,散射相函数,测量精度以及地表反射率的不均一性进行了敏感性分析.     

基于影像的Landsat TM/ETM+数据正规化技术

阐述了基于影像的LandsatTM／ETM^＋的数据正规化技术及其发展。该技术通过将Landsat影像的亮度值转换成传感器处的辐射值和反射率采对影像进行辐射校正。实例表明，使用正规化技术处理后的影像可以明显削弱日照和大气的影响，去除它们产生的噪声；其所书的传感器处的反射率与地面实测反射率的RMS值非常小。     

江苏近海岸水深遥感研究

以江苏近海辐射沙脊群海域为典型研究区,通过实测水深数据和水体光谱测量与分析,发现对应TM3和TM4波段的水体光谱反射率对水深信息敏感,线性相关系数分别达到-0.561和-0.694。结合多光谱遥感信息传输方程所推导出的水深信息对数反演模式,针对本研究区TM4和TM3波段数据所建立的水深预测模式的复相关系数R2为0.4793,对0-15m水深,预测水深和实测水深之间拟合较好。利用TM5波段反射率、出露沙洲反射率以及海水反射率的差异,通过建立掩膜图像,可较有效地对TM遥感图像进行水陆分离,提取TM图像中海水部分,进一步可通过常用的图像处理软件绘制每隔5m的TM水深遥感制图、等深线图。随着高空间、高光谱、高辐射分辨率遥感技术的发展,对浅海水域的水深和水下地形进行遥感探测的技术方法和应用将会不断地深入开展。     

应用DTM改善煤层自燃的热红外探测

根据遥感物理基础，提出了应用ＤＴＭ计算出地表的太阳辐射强度，并以此为依据校正ＴＭ第６波段的象元值，消除地形的影响，突出由煤层自燃引起的地表热异常，为灭火工程及火区动态监测提供信息和指导。文中选择了新疆准南煤田的硫磺沟火区为试验区，展示了研究的成果。     

黄河口水体光谱特性及悬沙浓度遥感估测

通过黄河口含沙水体野外遥感光谱反射率的观测实验，探讨了黄河口水体表观光谱特性，分析了悬浮体中有机颗粒含量和悬沙粒度对光谱特性的影响。针对Landsat TM／ETM^＋影像波段特性，对黄河口含沙水体在其可见光至近红外4个波段的光谱特性进行了模拟分析，并结合表观光谱观测数据建立了经验回归函数，以估测不同时相黄河口水体表层悬沙的浓度。     

单窗算法的大气参数估计方法

根据地表热辐射传导方程,提出了一个简单可行且精度较高的专门用于从TM6数据中演算地表温度的方法——单窗算法.这一算法把大气和地表状态对地表热传导的影响直接包括在演算公式中.该方法需要两个大气参数进行地表温度的演算,即大气平均作用温度和大气透射率.本文论述这两个大气参数的估计方法:根据大气水分含量或地表附近空气湿度来估计大气透射率;通过分析标准大气剖面资料,尤其是大气水分和气温随高程的变化规律,根据地表温度推算大气平均作用温度.     

地表覆盖分类数据对区域森林叶面积指数反演的影响

以江西省吉安市为研究区,将5种全球地表覆盖分类数据(包括美国地质调查局(USGS)、马里兰大学(UMD)和波士顿大学(BU)生成的3套数据和欧洲生成的2套数据)以及由TM影像生成的区域地表覆盖分类数据,分别与MODIS1km反射率资料结合,利用基于4尺度几何光学模型的LAI反演方法生成研究区的LAI。在1km和4km两种尺度上将反演的LAI与TM资料生成的LAI进行比较,评价地表覆盖分类数据对LAI反演结果的影响。结果表明,TM和欧洲太空局的GLOBCOVER地表覆盖分类数据用于反演LAI的结果较好,在1km尺度上,反演的LAI与统计模型估算的TMLAI相关的R2分别为0.44和0.40,在4km尺度上的R2分别为0.57和0.54;其次为波士顿大学的MODIS地表覆盖分类数据,据其反演的LAI与TMLAI相关的R2在1km和4km尺度上分别为0.38和0.51;而马里兰大学的UMD和欧洲的GLC2000地表覆盖分类数据会导致反演的LAI存在较大误差,据其反演的LAI与TMLAI之间的一致性较差,在1km和4km两种尺度上平均偏低20%左右;LAI的反演结果对聚集度系数具有强的敏感性。该研究表明,为了提高区域/全球LAI反演精度,需要有高质量的地表覆盖分类数据。     

Delineation of coalfield surface fires by thresholding Landsat TM-7 day-time image data

Surface fires are common in coalfields where coal is mined or exposed to sunlight for long durations of time. The heat energy emitted from these fires affects the signal recorded by sensors operating in the shortwave infrared regions of the electromagnetic spectrum. The Landsat TM/ETM+ band-7 is sensitive to solar reflected radiation as well as emitted radiation from a target. The ‘maximum solar reflection threshold’ method proposed in this study uses the highest spectral radiance that can be attributed to solar reflection as the conservative threshold to segregate the pixels with emitted component from those with reflected component of the EM energy. Investigations with Landsat TM/ETM+ data indicate a reflectance value of 0.23–0.25 as the most representative highest reflectance (threshold) in coal mining areas. The method apparently has the advantage that it is based on the reflectance characteristics of materials (sandstone-shale mixtures) typically found in coal mining areas.     

Use of Field Spectroscopy for Exploring the Impact of Atmospheric Effects on Landsat 5 TM/7 ETM+ Satellite Images Intended for Hydrological Purposes in Cyprus

The spectroradiometric retrieved reflectance of a local crop, namely, beans (Phaseolus vulgaris), is directly compared to the reflectance of Landsat 5TM and 7ETM+ atmospherically corrected and uncorrected satellite images. Also, vegetation indices from the same satellite images—atmospherically corrected and uncorrected—are compared with the corresponding vegetation indices produced from field measurements using a spectroradiometer. Vegetation Indices are vital in the estimation of crop evapotransiration under standard conditions (ET_c) because they are used in stochastic or empirical models for describing crop canopy parameters such as the Leaf Area Index (LAI) or crop height. ET_c is finally determined using the FAO Penman-Monteith method adapted to satellite data, and is used to examine the impact of atmospheric effects. Regarding the reflectance comparison, the main problem was observed in Band 4 of Landsat 5TM and 7ETM+, where the difference, for uncorrected images, was more than 20% and statistically significant. Results regarding ET_c show that omission or ineffective atmospheric corrections in Landsat 5TM,/7ETM+ satellite images always results in a water deficit when estimating crop water demand. Diminished estimated crop water requirements can result in a reduction in output or, if critical, crop failure. The paper seeks to illustrate the importance of removing atmospheric effects from satellite images designated for hydrological purposes.