一种改进的MODIS影像BRDF辐射校正方法

针对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,并通过对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。     

地物的二向性反射和方向谱特征

本文简要介绍了地物二向性反射的概念及其与地物三维空间结构之间的关系。本文建议在建立高分辨率地物波谱数据库的同时,开展不同类型地物BRDF模型的研究。否则耗资巨大的数据库仍不能有效地应用于结构千变万化的环境遥感。     

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。     

通过航空POLDER数据估计地表二向性反射分布函数(英文)

研究中，通过选择目标区的ＰＯＬＤＥＲ图象数据来估计目标的二向性反射分布函数，其主要结果可简述如下：１）我们发展了一种大气纠正算法，它适用于源自ＰＯＬＤＥＲ传感器的图象数据格式。通过这种算法，将连续的不同视角的ＰＯＬＤＥＲ陆地图象转化为一系列表面反照率图象，该过程考虑了多次散射。２）然后，选定２１个目标区，包括河流、水塘、城市、道路、森林等，其光谱二向性反射分布函数通过连续的反照率图象来估计。研究发现，水表面的二向性反射分布函数５５０ｎｍ，６５０ｎｍ，８５０ｎｍ处呈现朗伯体特征，同时发现有植被覆盖地表的二向性反射分布函数在５５０ｎｍ和６５０ｎｍ处大致为各向同性，而在８５０ｎｍ处则表现为各向异性。该文给出了所有靶区按经验二向性反射分布函数的拟合参数值。     

利用地形图对TM遥感影像进行几何精校正的方法研究

遥感数据的几何精校正是生成遥感数据产品及将遥感数据用于进一步数据分析前重要的一步。几何精校正的效果将直接影响到影像地理参考的精度,进而影响到在许多遥感数据分析中都要用到的地物能否精确定位的问题。因此几何精校正是遥感科研工作中基础的必可可少的工作之一。本文介绍了利用1:100000比例尺地形图及ERDASIMAGINE8.6软件,采用2次多项式模型,对关中平原TM影像进行几何精校正的方法。结果表明:当保留25个控制点时,校正后误差为0.63个像元,校正后影像具有较高精度,可以用于遥感信息的提取以及为地理信息系统等提供可使用的数据。     

水面溢油的多角度偏振与二向性反射定量关系研究

水面溢油是最常见的水体污染源之一,在反射、散射和透射电磁辐射的过程中,将表现与它们自身性质有关的偏振特性。因此,对水面溢油的多角度偏振信息探测成为水体定量遥感的一种新手段。偏振反射是伴随目标的二向性反射而产生的,在探测目标地物的二向性反射的同时,可以通过起偏器获得目标地物偏振态的三维空间分布。本文从多角度偏振遥感机理的角度出发,研究了水面溢油的多角度偏振反射与二向性反射之间存在的定量关系,并从实验上验证了其二向性反射、45°偏振、偏振均值三者在2π空间的相应方位角、天顶角、探测角以及通道上的反射比均相等。     

TM/ETM+影像大气校正产品质量评价方法研究

对TM/ETM+的大气校正产品质量进行评价是改进影像质量的必要手段。提出采用已有高质量TM/ETM+表面反射率产品作为参考影像评价TM/ETM+的大气校正产品质量的方法。该方法设计了面向产品质量评价的影像光谱采样方案和多时相遥感影像PIFs(pseudo invariant features,PIFs)样本自动识别方法,能对多时相/季相TM/ETM+大气校正产品质量进行评价。试验表明该方法能准确识别PIFs地物,评价结果真实反映了遥感影像大气校正结果准确度。方法具有快速和低成本等特点,能开展规模化应用。     

TM影像几何校正算法的精度比较

同大多数的线阵推扫式影像相比,TM影像作为双向扫描型的影像其几何校正方法有其特殊性和复杂性。针对这个问题,本文简要介绍了一般多项式、空间斜墨卡托投影、有理函数模型等几种几何近似校正算法,并利用广州地区的TM影像进行了各种试验分析和精度比较。结果表明:同其他方法相比,空间斜墨卡托投影是一种较好的算法,校正精度最高,能够达到一个像素左右,而且该方法不受地形起伏的影响,无需地面高程信息。     

利用MODIS数据和查找表的城区TM影像大气校正

影像大气校正精度的关键参数为气溶胶光学厚度,而城区大气条件复杂,对城区TM影像采用统一的大气参数进行大气校正,势必难以获得令人满意的校正精度。因此,本文提出了一种基于MODIS数据和查找表的大气校正算法,首先应用6S模型离线计算建立不同气溶胶光学厚度的大气校正系数查找表,然后基于MODIS数据反演气溶胶光学厚度,最后基于查找表和气溶胶光学厚度数据对长沙城区TM影像进行了逐像元大气校正。结果表明:基于查找表的校正算法与6S模型在线计算算法的校正精度接近,能够较好地进行大气校正;在水体区校正精度最高,而在城区校正精度相对较低。     

多角度NOAA卫星数据地面BRDF反射率的大气校正

本文利用连续数天的NOAA卫星数据，采用Rahman地表二向反射模型和基于地面BRDF反射率的大气校正方法反复迭代提取出多个角度大气校正后的图像，并对结果进行了分析。实验结果表明了在多角度遥感定量研究中BRDF大气校正的重要性，大气校正结果与地面实测结果相近，且迭代收敛迅速。     

A cloud detection method based on a time series of MODIS surface reflectance images

The Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)-Terra surface reflectance product (MOD09A1), with bands 1 to 7, is a gridded, eight-day composite product derived from the MODIS-Terra top of atmosphere reflectance swaths. It performs cloud detection and corrects for the effects of atmospheric gases and aerosols. The cloud mask (CM) algorithms for MODIS are based on empirical thresholds on spectral reflectance and brightness temperature. Since the spatial resolution of the thermal band is 1000 m, while that of MOD09A1 is 500 m, many undetected and false clouds are observed in MOD09A1. These errors always result in temporal and spatial inconsistencies in higher-level products. In this paper, a cloud detection algorithm (TSCD) based on a MOD09A1 time series is introduced. Time series cloud detection (TSCD) algorithm is based on the relative stability of ground reflectance and the sudden variations in reflectance that result from cloud cover. The algorithm first searches the clear-sky reference data, and then discriminates clouded and unclouded pixels by detecting a sudden change of reflectance in the blue wavelength and spectral correlation coefficient at the pixel level. Compared with cloud cover assessments obtained from MODIS' original CM, TSCD provides similar or better discrimination in most situations when the land surface changes slowly.     

地面检校场POS辅助航空摄影测量检校方法

POS辅助航空摄影测量中会存在视准轴误差和空间位置偏心差,其会对最终结果精度产生较大的影响,传统的飞行检校方法存在耗费大以及对天气、空域等因素的要求高等特点,不方便进行经常性检校工作。本文提出了一种基于地面检校场的检校方法,并详细推导出误差解算数学模型,同时利用建立好的地面检校场设计试验,最后的试验结果证明了该方法的正确性。     

Evaluation of directional normalization methods for Landsat TM/ETM+ over primary Amazonian lowland forests

Biodiversity mapping in extensive tropical forest areas poses a major challenge for the interpretation of Landsat images, because floristically clearly distinct forest types may show little difference in reflectance. In such cases, the effects of the bidirectional reflection distribution function (BRDF) can be sufficiently strong to cause erroneous image interpretation and classification. Since the opening of the Landsat archive in 2008, several BRDF normalization methods for Landsat have been developed. The simplest of these consist of an empirical view angle normalization, whereas more complex approaches apply the semi-empirical Ross–Li BRDF model and the MODIS MCD43-series of products to normalize directional Landsat reflectance to standard view and solar angles. Here we quantify the effect of surface anisotropy on Landsat TM/ETM+ images over old-growth Amazonian forests, and evaluate five angular normalization approaches. Even for the narrow swath of the Landsat sensors, we observed directional effects in all spectral bands. Those normalization methods that are based on removing the surface reflectance gradient as observed in each image were adequate to normalize TM/ETM+ imagery to nadir viewing, but were less suitable for multitemporal analysis when the solar vector varied strongly among images. Approaches based on the MODIS BRDF model parameters successfully reduced directional effects in the visible bands, but removed only half of the systematic errors in the infrared bands. The best results were obtained when the semi-empirical BRDF model was calibrated using pairs of Landsat observation. This method produces a single set of BRDF parameters, which can then be used to operationally normalize Landsat TM/ETM+ imagery over Amazonian forests to nadir viewing and a standard solar configuration.     

Estimating soil erosion using MODIS and TM images based on support vector machine and à trous wavelet

To date, there is little work concerning the application of fusing images with significantly different spectral and spatial resolutions. In this paper, a novel method based on support vector machine (SVM) is proposed to quickly estimate soil erosion using the fused results produced from fusing such multisensor images by à trous wavelet transform (AWT). In the proposed method, the AWT is used to derive the high-resolution vegetation coverage image (HVCI) while the SVM overlays the HVCI and the slope image to derive the soil erosion map. By taking MODIS and TM images as an example, the potential of the proposed method is evaluated both quantitatively and qualitatively. The results show that it is feasible to perform the fusion of MODIS and TM images and the soil erosion map produced from the fused images by the proposed method can be achieved with an accuracy level comparable to that solely from the TM images. The merging of MODIS and TM images partly solves the constrains associated with the TM data availability which is caused by the lower revisit frequency and narrower spatial coverage.     

基于Radarsat和TM图像融合与分类的土壤盐渍化信息遥感监测研究

单一雷达影像数据通常不能提供足够的用以监测干旱地区盐渍化的信息。雷达图像与TM图像的融合可以提高遥感数据的利用率,增强数据的可靠性和信息的互补性,有助于提高分类精度。本文采用了GramSchmidt变换融合法将Radarsat和TM图像进行融合,并将该融合方法与一些常用融合方法(HIS融合、PCA融合、Brovey融合)进行了比较,结果表明该融合方法优于其他方法。最后采用支持向量机分类法(SVM)对Radarsat、TM融合后的图像进行了分类。结果表明:同单独Radarsat影像和TM影像分类结果相比,该融合分类法将分类精度分别提高了近30%和2%。因此该融合分类法更适合于遥感图像盐渍化信息监测。     

顾及姿态线性误差的微小卫星面阵影像在轨几何检校

微小卫星由于平台体积、重量、能源等限制,其上搭载的姿态、位置测量设备精度不高,导致其直接对地定位误差较大。通过对某微小卫星嵩山地区的多景面阵影像进行姿态角常差检校,发现姿态角系统误差随时间线性变化的规律。为了提高定位精度,本文提出一种针对面阵的顾及姿态线性误差的偏置矩阵和二维探元指向角几何检校模型。相对于传统的姿态角常差检校模型,本文方法考虑了姿态角系统误差随时间线性变化的规律。试验结果表明,经过内外方位元素检校后,卫星的定位精度从数十千米提升到十米以内,相对于传统的常差模型,本文提出的检校模型有效地消除了姿态随时间线性变化的系统误差。     

基于Asar与TM图像的洪水淹没范围提取

在洪水灾害监测、灾情评估中,洪水淹没范围是最重要的信息之一。洪水灾害中获取的雷达图像能够提取水体的范围,但很难区分出原有水体和洪灾中淹没区范围。基于这个问题,本文提出利用目前功能最为强大的星载雷达系统Asar在灾中得到雷达图像和灾前或者灾后的TM图像复合,得到灾中与非洪灾时期水体的变化范围,即获得洪水淹没范围的方法。试验结果表明,利用这种方法可以快速、准确地提取洪水淹没范围。     

TM影像的变化检测方法探究

变化检测是遥感应用中的一项重要内容。随着遥感技术的发展,变化检测技术也有了很大的进步,出现了很多的研究方法和研究成果。本文在总结前人研究的基础上,提出了TM影像变化检测的基本流程,并简单介绍了各个流程,包括数据预处理、变化信息的提取以及变化区域的确定,重点介绍了变化检测的方法尤其是目前最新的研究方法,最后对变化检测的前景提出了展望。     

地物光谱反射率测量与行星反射率计算联合教学设计与实践

地球表面物体反射特性是遥感科学研究和教学的重要组成部分,本文立足于地物自身的反射特性,从野外光谱反射率测量和卫星遥感数据行星反射率计算两方面,提出星地一体的地物反射特性联合教学模式,为开展遥感类实践教学提供一定的参考和借鉴.实践证明,该教学模式不仅可以使学生更容易理解和掌握地物和行星反射率的基本概念,而且能够进一步加深...