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輻射定標、輻射校正、大氣校正、正射校正概念

DN值(Digital Number ):遙感影像像元亮度值,記錄地物的灰度值。無單位,是一個整數值,值大小與感測器的輻射解析度、地物發射率、大氣透過率和散射率等相關。反映地物的輻射率radiance

地表反射率:地面反射輻射量與入射輻射量之比,表徵地面對太陽輻射的吸收和反射能力。反射率越大,地面吸收太陽輻射越少;反射率越小,地面吸收太陽輻射越多,表示:surface albedo

表觀反射率:表觀反射率就是指大氣層頂的反射率,輻射定標的結果之一,大氣層頂表觀反射率,簡稱表觀反射率,又稱視反射率。英文表示為:apparent reflectance

4、行星反射率:從文獻“一種實用大氣校正方法及其在TM影像中的應用”中看到“衛星所觀測的行星反射率(未經大氣校正的反射率)”;在“基於地面耦合的TM影像的大氣校正-以珠江口為例”一文有“該文應用1998年的LANDSAT5 TM影像,對原始資料進行定標、輻射校正,求得地物的行星反射率”。因此行星反射率就是表觀反射率。英文表示:planetary albedo,

輻射校正VS. 輻射定標

輻射校正:Radiometric correction 一切與輻射相關的誤差的校正。

目的:消除干擾,得到真實反射率的資料。 干擾主要有:感測器本身、大氣、太陽高度角、地形等。

包括:輻射定標,大氣糾正,地形對輻射的影響

輻射定標:Radiometric calibration 將記錄的原始DN值轉換為大氣外層表面反射率(或稱為輻射亮度值)。

目的:消除感測器本身的誤差,確定感測器入口處的準確輻射值

方法:實驗室定標、機上/星上定標、場地定標

不同的感測器,其輻射定標公式不同。L=gain*DN+Bias

在ENVI4.8中,定標模組:Basic Tools>Preprocessing>Calibration Utilities>模組

大氣校正:Atmospheric correction 將輻射亮度或者表面反射率轉換為地表實際反射率

目的:消除大氣散射、吸收、反射引起的誤差。

分類:統計型和物理型

目前,遙感影象的大氣校正方法很多。這些校正方法按照校正後的結果可以分為2種:

  • 絕對大氣校正方法:將遙感影象的DN(Digital Number)值轉換為地表反射率、地表輻射率、地表溫度等的方法。

1. 基於輻射傳輸模型    wMORTRAN模型    wLOWTRAN模型 wATCOR模型    w6S模型等      2.基於簡化輻射傳輸模型的黑暗像元法 3.基於統計學模型的反射率反演

  • 相對大氣校正方法:校正後得到的影象,相同的DN值表示相同的地物反射率,其結果不考慮地物的實際反射率。

1. 基於統計的不變目標法 2. 直方圖匹配法等。   

方法的選擇問題,一般而言:              1、如果是精細定量研究,那麼選擇基於基於輻射傳輸模型的大氣校正方法。              2、如果是做動態監測,那麼可選擇相對大氣校正或者較簡單的方法。              3、如果引數缺少,沒辦法了只能選擇較簡單的方法了。

在ENVI中,Basic tools-preprocessing-calibration utilities-FLAASH

幾何校正VS. 正射校正

• 幾何校正:糾正系統和非系統因素引起的幾何畸變。

• 影象配準(Registration):同一區域裡一幅影象(基準影象)對另一幅影象校準,以使兩幅影象中的同名畫素配準。 • 影象糾正(Rectification):藉助一組控制點,對一幅影象進行地理座標的校正。又叫地理參照(Geo-referencing) • 影象地理編碼(Geo-coding):特殊的影象糾正方式,把影象矯正到一種統一標準的座標系。 • 影象正射校正(Ortho-rectification):藉助於地形高程模型(DEM),對影象中每個像元進行地形的校正,使影象符合正射投影的要求。

    幾何校正:利用GCP糾正各種因素引起的幾何變形,對影像進行地理座標定位,獲得真實座標資訊。主要包括:空間像元位置的變換和變換後像元亮度值的計算。

    正射糾正:目的是消除地形的影響或是相機方位引起的變形等,生成平面正射影像的處理過程。

ENVI中進行正射校正的的條件:影像資料、需要引數PRC(rational polynomial coefficients)或RMS(replacement sensor model)、高程資訊(DEM或平均高程)、地面控制點(可選),Geoid(影像資料獲取地的大地水準面和平均海拔面的高程差)。

    Map->Orthorectification

    幾何校正分為不同級別,正射校正可以說是幾何校正的最高級別。我們一般所說的幾何校正是消除因大氣傳輸、感測器本身、地球曲率等因素造成的幾何畸變,主要糾正或者賦予影像平面座標。正射校正除了進行常規的幾何校正的功能外,還要根據DEM來糾正影像因地形起伏而產生的畸變,會給影象加上高程資訊。

最後,流程順序:輻射定標——大氣校正——幾何校正——正射校正

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