NOAA－AVHRR图像大气影响校正方法研究及软件研制第一部分 原理和模型

大气影响是遥感定量化应用的主要障碍之一。本文首先分析了大气对遥感图像产生的各种影响并对影响程度进行了一般的阐述，然后在原理和方法上对典型的大气影响校正算法进行了总结。通过分析我们认为，为了校正遥感图像所受到的大气影响，定量地获取当时当地的大气条件是完成这一工作的必要条件，而且是非常重要的条件之一。为此，我们提出了利用ＮＯＡＡ星载垂直探测器资料即ＴＯＶＳ资料，结合使用气溶胶模型，通过大气辐射传输模型，建立地面辐射量与卫星测量值之间的关系，并完成了对ＮＯＡＡ－ＡＶＨＲＲ图像的大气影响校正。在此基础上对我们的模型和算法进行了详细论述。这一模型是一套适用于发展业务软件的校正模型，软件发展完善后将为ＮＯＡＡ－ＡＶＨＲＲ数据的定量化应用打下基础。     

机载成像光谱仪图像大气程辐射影响归一及其简化校正

航空成像光谱仪得到的图像，其临边的辐射值与飞机正下方（天底点）的辐射值差别较大，此种现象称之为扫描图像的临边效应，它严重影响图像的质量，使图像的有效使用面积大为减少，还可以引起错误的判读，为了消除这种影响。本文提出一种物理意义明确，在实施过程中简单易行，而有效的方法，文中将祥述航空飞行方式、数据及图像处理方法，而不星载扫描图像的处理问题。     

遥感图像大气校正的黑暗像元法

介绍黑暗像元法大气校正的思路，阐述了不同黑暗像元法的大气校正模型，选择其中2种模型对一景SPOT图像进行了大气校正 ，最后指出了黑暗像元法需要进一步改进的地方。     

大气辐射校正方法分析

阐述遥感影像的大气辐射校正的原因及目的,并以徐州地区的CBERS-02星影像数据为基础,应用软件MATLAB7.0,分析大气辐射校正的三种方法,即利用辐射传输方程求解的方法、基于地面场地数据或辅助数据进行辐射校正方法及利用波段特性进行大气辐射校正方法。其中,重点剖析利用波段特性进行大气辐射校正的方法。     

多暗像元大气校正方法

 针对Landsat TM影像，设计了一种适用于非均质大气的大气校正方法。该方法以暗目标减法（DOS）为基础，结合大气辐射传输模型，通过选取TM影像上多个暗像元，并计算其所对应的大气校正系数对整幅图像进行大气校正。该方法不依赖任何外部信息，并且考虑了大气的非均质性，校正精度较高。     

TM遥感图像FLAASH大气校正异常值的改正

针对经过ENVI的FLAASH模型大气校正后的反射率遥感图像中,经常存在异常值,即负值和大于100的高值,在水体分布众多的图像中尤其明显的问题,以Landsat的TM图像的校正结果为例,设计了改正算法,即对于异常高值采用阈值法进行改正,对于异常负值采用窗口搜索最小正值法进行改正。使用统计方法和NDVI植被指数对改正前后图像进行了对比。与改正前的图像相比,改正后图像进行计算的结果合理,表明算法是可行的和有效的。所提出的改正算法能够行之有效地改正图像中的异常值,为之后的遥感信息提取提供了良好的数据基础,具有一定的研究意义和应用价值。     

航天高光谱遥感器CHRIS的水体图像大气校正

CHRIS(Compact High Resolution Imaging Spectrometer)是欧空局于2001年10月发射的PROBA-1卫星上搭载的探索性高光谱遥感器,它具备高空间分辨率、多角度观测、高光谱成像等特点,为水质遥感监测提供不可多得的数据源。基于卫星遥感图像定量监测水质,一个关键步骤就是进行精确的大气校正,提取水面反射率。相比陆地遥感图像,水面反射率是弱信号,对大气校正的要求更高。6S(Second Simulation of SatelliteSignal in the Solar Spectrum)和MODTRAN(MOderate resolution TRANsmittance code)是两种常用的大气辐射传输模型。本文选取基于6S的REMS(Remote Sensing Environmental Monitoring System)和基于MODT-RAN的ACORN(Atmospheric CORrection Now)两种大气校正软件,对太湖梅梁湾的三景不同成像角度CHRIS图像进行大气校正,将大气校正后的图像水体反射率与地面同步实测水体反射率进行比较分析。结果表明,经过大气校正的CHRIS图像得到的水面反射率与实测反射率波形十分地接近,在全部波长范围内的相关系数达到90%。分析实测的水体反射率角度特征,发现图像的角度特征更明显。三个观测角度下反射率之间的各差值都呈现出在绿光波段较大,在红光和近红外波段偏小的特点,这和实测结果相符。ACORN校正后的图像的角度特征更好地与实测结果吻合。     

以气象记录为辅助数据的TM影像大气校正方法

本文介绍一种LANDSATTM卫星影像校正方法,通过传感器校准、大气校正、地形校正等步骤获得反射率影像,卫星飞越时的大气参数是由当地气象记录的内插值导出,再以像幅内黑暗地物做调整,所用的大气传输模型为改进的Turner模型,可计算阳光直接辐照度、天光辐照度、路径亮度等参数,地形模型既可用来调整各参量随高程的变化,又可用以校正幅射的地形效应。     

基地SAR大气校正方法分析与比较

分析稳定的高相干点的干涉相位,能够评估大气影响并进行一定的补偿。本文基于IBIS系统并利用不同的比例改正模型进行校正,通过实测项目验证了该方法的有效性,说明了不同模型的优势和不足,为不同情况下的大气改正提供参考。     

HJ-1 CCD数据大气校正方法研究

本文开展了HJ-1CCD相机数据大气校正方法的研究工作。基于辐射传输模型构建了不同大气条件下的大气校正系数查找表;大气校正中用到的气溶胶光学厚度数据基于浓密植被区域红蓝波段地表反射率之间的关系反演得到。与对应当天的MODIS地表反射率数据的对比分析表明,本文提出的大气校正方法具有较高的精度。本文还从气溶胶光学厚度的反演精度、大气水汽含量的变化、辐射定标精度、海拔高度等方面对大气校正的不确定性进行了分析。     

NOAA AVHRR 1B数据的几何精纠正

文文在对ＮＯＡＡ－ＡＶＨＲＲ像元畸变特点分析和ＩＢ格式中的定位数据质量评价基础上，确定ＩＢ格式中的定位数据。尽管绝对精度很差，但相对精度较好，可以用来进行像元的相对定位，确定像元的大小和形状，在此基础上，提出了ＮＯＡＡ－ＡＶＨＲＲ像元畸变校正方法。校正后的图像经多项式纠正后，多时相复合和与辅助数据相复合的效果很好，误差为半个像元级。     

鄱阳湖HJ-1A/B卫星CCD影像大气校正研究

以准同步的Terra/MODIS反演的气溶胶为辅助,采用FLAASH模型对2009-10-24鄱阳湖HJ-1A/B卫星CCD影像进行大气校正处理。结果表明,大气影响可以被有效去除,在水体遥感反射率较高的红、绿波段,大气校正精度较高,平均相对误差分别为13.4%和9.8%;而在水体遥感反射率较低的近红外、蓝波段,大气校正精度较低,这可能与波段不同的信噪比和陆地邻近像元效应有关。     

不同地表覆盖下SPOT-7影像大气校正方法研究

针对不同的地物覆盖类型,分析和评价了适用于SPOT-7卫星数据的大气校正方法,为其遥感定量研究和应用提供思路和参考.在河南省嵩山地区进行了同步观测实验,获取了SPOT-7卫星影像并进行大气校正处理,地面同步测量了大气光学特性和典型地物样区光谱,计算了地物样区在影像上的反射率和植被指数,分析了不同地物覆盖类型下大气校正模...     

资源三号卫星影像纠正的方法研究

影像的应用前提是影像处理,大气校正可消除大气和光照等因素对地物发射的影响。在此基础上,介绍几种常用的几何纠正方法,可消除系统和非系统因素引起的影像几何变形。本文通过对资源三号卫星的基本参数信息和相对应影像数据特点的介绍,先通过大气校正,校正后的影像分别使用几何纠正的几种方法,并通过各种方法的计算量、实用性以及相应的精度,对比分析各种方法在处理这种数据时的优越性。     

高光谱遥感影像的FLAASH模块大气校正与评价

传感器在获取地面信息的过程中,由于大气辐射及散射等原因,传感器得到的测量值与地物的真实值之间存在误差。大气校正是消除辐射畸变,获取地面真实信息,实现遥感数据定量化的基础。研究运用FLAASH大气校正模块,对AVIRIS高光谱遥感影像进行大气校正,选取典型地物,通过光谱曲线变化,植被指数进行校正结果评价,表明大气校正效果明显。且邻近像元纠正功能对其结果有进一步的提高。     

基于MODIS与GPS的D-InSAR大气延迟改正量提取

受GPS站点密度的限制,利用GPS数据改正D-InSAR中大气延迟误差往往达不到很好的效果。为此,研究了GPS与MODIS联合实现大气延迟改正量提取方法,利用两期GPS观测数据及相应时间的MODIS数据分析GPS-PWV与MODIS-PWV的关系,进一步得到MODIS水汽的校正模型。经过GPS+MODIS算法改正后,大气延迟改正精度为3.618mm,满足形变测量的要求。实验结果表明:在大气状态变化缓慢时,利用GPS结合MODIS数据对D-InSAR大气延迟改正有一定的效果。     

一种基于图像统计量的相对辐射纠正算法

线阵推扫式传感器，由于在信号传输和转换以及量化过程中产生的奇偶效应，和不同CCD探元的响应差异，导致原始图像出现明显的纵向条纹，相对辐射纠正的目的就是降低或者消除这些影响，以恢复图像原始信息。针对宽幅线阵推扫式传感器的特点，提出了一种基于图像自身统计量的相对辐射纠正算法——相邻列均衡法，消除了原始图像中明显的纵向条带效应。和常规的基于图像统计量的相对辐射纠正算法相比，这种算法的特点在于求解相对辐射定标系数时不依赖于均匀场景，并在处理北京一号小卫星图像中得到了验证。     

一种基于动态规划的遥感影像与GIS矢量数据匹配方法

针对遥感影像与GIS数据的匹配,提出了一种基于动态规划的结点匹配、线段匹配再到折线匹配逐级优化的全局一致性匹配方法.该方法首先利用遥感影像的概略方位参数实现预处理后的GIS数据与遥感影像概略叠加;接着进行遥感影像特征自动提取;然后以局部匹配优选的待匹配结点和待匹配线段为前提,利用动态规划的匹配方法,进行折线整体匹配;最后进行匹配结果的优化.实验证明该匹配方法速度快、可靠性高.     

MODIS大气校正精度评价及其对表层雪密度提取影响

以古尔班通古特沙漠为研究区,以中分辨率成像光谱仪（MODIS）为遥感数据源,结合ASD FieldSpec准同步实测积雪反射光谱数据对FLAASH大气校正能力进行了评价。研究表明： ①校正后的MODIS各波段积雪反射率与准同步实测积雪反射率波形相似, 在第1～7波段整体相关系数达0.82,表明FLAASH大气校正能极大地提高MODIS地物识别能力; ②校正后的MODIS 第6波段反射率和归一化差值积雪指数（NDSI）与实测雪密度呈线性相关,可用回归拟合构建MODIS雪密度遥感计算模式。