加入高程因子的航空高光谱影像大气辐射校正

地形效应是影响遥感定量分析的主要障碍之一。尤其对于航空高光谱遥感而言,其地形效应更为显著,地形高程、角度带来的影响都不可忽略。基于青海雪鞍山地区的CASI高光谱影像和LiDAR地形数据,开展地形高程变化对航空高光谱遥感的影响研究。在假定每一个高程点为水平朗伯体的前提下,首先,基于MODTRAN软件模拟计算不同高程对应的大气上行辐射、地物至传感器之间的大气透过率、大气半球反照率和下行总辐射,进行地形高程变化对4个参量的影响分析;然后,设计实现了加入高程因子的大气辐射校正,完成了测区航空高光谱影像的反射率反演计算;最后,与FLAASH大气校正的反射率结果进行比较,发现同类地物的反射率曲线在谱形方面接近,但反射率数值存在差异,尤其是FLAASH大气校正结果中短波波段甚至出现负值,无疑是错误的。实验表明,高程因子的变化对山地航空高光谱影像成像过程的影响不可忽略,要实现精确的航空高光谱影像大气辐射校正必须消除其影响。     

地形因素对航空面阵CCD影像的影响分析与评价

地形因素,包括地面起伏和地球曲率,是造成航空数字遥感影像变形的主要原因之一.本文以中国科学院遥感所自行研发的多模态航空CCD相机系统为对象,结合其成像模式和几何形态,分析了地形因素给影像带来的变形,推导出航空面阵CCD影像变形的一般公式,并通过概算进行了定量评价,得出了对于航空面阵CCD影像,要想得到高精度的几何处理,必须改正地球曲率影响的结论.     

大气折射对光学卫星遥感影像几何定位的影响分析

采用ISO国际标准大气模型和Owens大气折射系数算法,根据大气层内不同纬度和海拔高度处的大气折射系数分布规律,把地球大气简化为对流层和同温层的双层均匀球形大气,从在轨光学卫星CCD探元视线出发,使用视线跟踪几何算法,计算不同侧视角下大气折射产生的几何位置偏差。结果表明,大气折射几何偏差随卫星观测角的增加而非线性迅速增加。当卫星运行在650km的太阳同步轨道,侧视30°成像时,大气折射产生约2.5m的几何偏差;卫星侧视45°成像时,大气折射产生约9m的几何偏差。在高分辨率敏捷卫星成像和宽视场卫星遥感图像的严密几何定位处理中,使用本文提出的大气折射几何偏差算法和严密几何定位大气折射校正模型,在地心地固坐标系下补偿严密几何模型中存在的大气折射偏差,能够进一步提升高分辨率卫星遥感图像的无控几何定位精度,应用于我国高分系列卫星遥感图像地面几何定位处理。     

基于暗原色先验的遥感影像去雾方法研究

目前,遥感影像应用的场景越来越多,但受到空气污染或气候等原因影响,局部地区雾霾现象严重,严重影响遥感影像质量。针对这一问题,本文结合遥感影像的特点提出了一种基于暗原色先验的遥感影像去雾方法。首先,结合遥感影像的特点,在求取暗通道过程中设置失效点,排除不符合暗原色先验的像素点;其次,根据获得的暗通道计算大气光值;然后,求取透射率图并用导向滤波精细化,根据大气传输模型求得去雾后的影像;最后,分别用无人机影像和Landsat卫星遥感影像进行去雾实验,验证了本文方法的有效性。     

基于FLAASH与QUAC模型的SPOT 5影像大气校正比较

卫星遥感影像的大气校正是定量遥感研究的前提与难点之一,大气校正有多种方法和模型。采用FLAASH与QUAC模型对覆盖长株潭地区的SPOT 5遥感影像进行大气校正,进而对校正前后的影像进行视觉、地物光谱曲线对比分析。结果表明,两种模型有其特定的适用范围,均能基本消除大气的影响,能较好地恢复各类地物光谱的典型特征;采用FLAASH模型的精度较QUAC模型的精度高;应用QUAC模型较FLAASH简便,它对输入参数和仪器标定精度的依赖性小。     

基于神经网络的二类水体大气校正

以MERIS高光谱影像为数据源,根据现有大气传输模型和大气校正方法,探索了适合于内陆湖泊二类水体的高光谱遥感影像大气校正方法。在6S辐射传输模型的基础上,构建了基于神经网络的二类水体大气校正算法。通过构建输入卫星辐亮度直接提取离水反射率的模型,无需同步气溶胶参数,即可实现大气校正。对2010年8月9日的MERIS影像进行大气校正,并将校正后的遥感反射率与准同步实测离水反射率进行对比分析,结果表明,大气校正过程有效去除了大气效应的影响,经过大气校正的13个波段的平均相对误差分布在10%～40%,得到了与实测值相近的水体遥感反射率。     

光电测距测线大气平均折射系数计算的实用模型

本文以多年的定位实验数据为基础，建立了光电测距测线大气平均折射系数计算的优化模型，并给出了与模型相适应的测线大气平均折射系数计算的实用公式，实验表明，本文中给出的测线大气平均折射系数计算的优化模型及实用公式比传统的测线大气平均折射系数计算模型及公式有了进一步的改善，本文得出的某些规律与特性对高精度的短距离光电测距的应用有一定的参考价值。     

多光谱遥感影像大气校正与悬沙浓度反演——以曹妃甸近岸海域为例

遥感影像的大气校正是遥感定量化研究的难点之一。以曹妃甸近岸海域为研究区,以水体悬浮泥沙浓度(suspended sediment concentration,SSC)定量反演为目标,采用6S(second simulation of the satellite signal in the solar spectrum)模型和FLAASH模型对研究区MODIS影像的大气校正方法进行对比实验,对2个模型校正前后的影像质量以及对目标地物信息的校正效果进行了评价。研究结果表明:2种模型均能在一定程度上削弱大气对水体信息的影响;相比之下,6S模型校正后影像质量优于FLAASH模型,能更真实地反映目标地物,可更好地实现对近岸海域遥感影像的高精度大气校正;将6S模型大气校正后的MODIS影像应用于悬浮泥沙浓度的遥感反演,反演结果的平均相对误差为24.79%,均方根误差为4.32 mg/L。研究结果可为近岸海域Ⅱ类水体大气校正方法的选择提供依据,为深化泥沙运移规律研究及水质、水环境评价提供技术支持。     

天文大气折射改正模型比较分析

天文大气折射一直是影响天文测量精度的主要因素之一,针对光学天文测量中大气折射的问题,主要介绍、归纳了几种在处理天文大气折射改正中常用的模型,并比较分析了标准大气条件下不同模型的改正效果,为天文大气折射模型改正的进一步研究提供基础。结果表明:在天顶距不大于60°的情况下,不同方法之间差异性很小,但随着天顶距的增大,不同方法的差异增大。对于高精度天文测量,需要寻求一种精度高、实用性强的处理方法对天文大气折射的影响进行改正和计算。      

基于辐射传输模型的南极中山站影像大气校正

在分析了大气对遥感影像产生的各种影响的基础上,利用大气辐射传输模式(6S), 对ASTER L1A的可见光波段的影像进行大气校正.通过定性、定量分析,验证平面-平行大气模型应用于南极高纬度地区的可行性及其大气校正的必要性.     

大气程辐射遥感图像与城市大气污染监测研究

作为对地探测的遥感技术所获取的遥感图像包含了地面和大气信息,并且主要是地面信息.利用地面反射率分布图像将遥感数字图像中弱的大气信息与强的地面目标信息分离,生成仅仅包含大气信息的大气程辐射遥感图像.利用多(高)光谱遥感数字图像中不同波段的大气程辐射遥感图像可以不受地面干扰地对城市大气污染的类型和程度(气溶胶粒径和含量)进行遥感监测.在大气污染地面观测数据(可吸入颗粒物PM10浓度)的支持下,利用MODIS多光谱遥感数字图像生成的对应多光谱大气程辐射遥感数字图像,以上海市为例进行了城市大气污染遥感监测的原理方法研究.     

大气中性点区域偏振效应的地—气参量研究

随着中国多颗偏振遥感器搭载发射,偏振遥感成为对地观测领域一个新的增长点以及研究热点。由于大气散射具有较强的偏振效应,大气与地表偏振信号的分离是偏振对地进行有效观测和应用的一个现实问题与难点问题。本文利用晴空中有规律的偏振分布以及大气偏振中性点的性质,对利用大气中性点的偏振效应进行地表—大气偏振信息分离的可行性进行了论证。通过对大气中性点在辐射传输过程性质的计算,得出Babinet大气中性点区域的偏振效应以及基于Babinet中性点区域进行偏振对地观测的基本方法,研究重点阐述了从航空遥感和航天遥感两个层面对如何将大气中性点应用于遥感观测进行了讨论。结果表明:(1)Babinet中性点相比于其他两个中性点,更适合于偏振遥感对地观测中地—气偏振参量分离;(2)航空遥感搭载偏振传感器在Babinet中性点区域进行地表探测可以消除大气偏振,突出地物偏振信息,有效进行地—气偏振参量分离;(3)在太阳同步轨道的卫星遥感影像上能够有效识别偏振中性点区域;研究成果有效分离高分辨率偏振遥感地物反演中的大气偏振耦合效应,实现地表偏振反射信息最大化,对于偏振遥感的大气校正以及定量化水平的提升具有实践意义。     

大气PM2.5遥感制图研究进展

遥感技术具有时空大范围、低成本的独特优势,已经成为定量监测大气PM_(2.5)污染时空分布的重要手段。本文综述了大气PM_(2.5)遥感制图的进展:首先,对大气PM_(2.5)遥感反演方法进行了归纳,以及总结了现有大气PM_(2.5)遥感反演验证方法的适用条件与局限性;其次,对卫星反演大气PM_(2.5)合成产品偏差校正和大气PM_(2.5)无缝制图进行了梳理;最后总结了大气PM_(2.5)遥感制图的前沿研究方向。     

中国东南沿海地区大气反常结构遥感初探

对流层大气作为电波传播的主要媒介,其大气剖面参数直接影响无线电系统的作用距离和导航、定位精度,因此,研究大气剖面的微波遥感技术,尤其是大气反常结构,对分析评估无线电信息系统在复杂大气环境条件下工作性能和提供电波折射修正精度等具有重要的应用价值。中国东南沿海地区一直是研究的热点区域,本文选取青岛、射阳、厦门、海口4个站的气象探空仪观测数据,统计了这些地区大气波导的平均高度和厚度,对采用地基多通道微波辐射计的天顶和扫角亮温遥感其参数的算法进行了初步探索,提出了改进的组合神经网络算法来判别并遥感大气波导。同时,使用多年的探空数据对该算法进行了仿真验证,并用青岛气象站的实测数据验证了该算法的精度。结果表明该算法可用于遥感大气反常结构,并且与以往的算法相比更加实用、有效,可为雷达、通信、导航等系统设备提供环境信息保障。     

基于混合像元分解的水体遥感图像去云法

大型内陆水体的遥感图像中往往存在着不均匀薄云或者是气溶胶的影响，由于种种原因，传统的大气辐射校正算法无法消除这种不均匀影响，这就给遥感图像的大气校正带来了很大困难。由于水体属于低反射率地物，这种薄云或者气溶胶的不均匀性带来的误差，极大地降低了水体遥感图像的信噪比，进而影响水体信息遥感提取精度。根据部分太湖地区的遥感图像和地面实测数据，作者以一种新的思路来尝试解决这个问题。该方法充分考虑了水气环境的特点，把水体像元光谱看作水、污染物和气溶胶（薄云）等光谱的混和。基于混合像元模型，该方法有效地消除了薄云和气溶胶的影响，可使我们通过遥感手段更加精确地提取水质信息。     

大气辐射传输模型及MODTRAN中透过率计算

在用遥感影像反演地面参数时,即使天气晴朗,也要受大气、气溶胶、云的影响。因此大气校正成为提高反演精度的主要因素之一,文中在介绍大气传输的概念模型的基础上,对遥感影像的大气校正方程和参数做了介绍,同时介绍了怎样用MODTRAN获取这些参数,并做了具体分析     

国家环境遥感监测体系研究与实现

随着国家空间基础设施的建设和发展,中国遥感监测体系研究与建设取得了重大突破,从无到有形成了国家环境遥感监测能力,并业务化实现了主要环境遥感监测要素产品的生产与服务,为新时期环境管理工作提供了有力支撑。在分析国内外环境遥感发展及中国环境遥感监测需求的基础上,阐述了中国环境监测体系建设的必要性,研究了国家环境遥感监测体系的建立与业务化运行,提出了中国环境遥感监测体系发展思路与下一步重点任务。     

光学遥感大气校正研究进展

大气校正是光学遥感信息定量化研究中必不可少的一步,将各种大气校正方法归纳为基于图像特征的相对校正法、基于地面线性回归模型法、基于大气辐射传输模型法和复合模型法4类,详细分析了每一类方法的优缺点、适用范围或影响因素,并对大气校正的未来发展做了几点思考.     

卫星遥感大气订正的参数化模式及其模拟应用

发展了一个用于卫星大气订正的参数化模式,包括一个新的程辐射亮度模式和一个参数化的朗伯地表一大气辐射耦合引起的亮度增量模式.应用最小二乘法,程辐射亮度被参数化为大气总光学厚度、一次散射反照率、太阳天顶角、视天顶角、方位角、大气不对称因子的函数.应用这一参数化的亮度模式进行大气订正应用的数值模拟,即进行卫星遥感地表光谱反照率的模拟试验.数值检验结果表明对于865 nm,670nm,550nm和412nm 4个MODIS通道,在0°-70°的太阳天顶角、0°-60°视观测角以及0.05-0.8的地表反照率条件下,参数化的向上辐射亮度的标准差小于4%,由该参数化亮度模式引起的地表反照率解的标准差小于0.03.