遥感教案 6第六章 辐射校正
遥感图像辐射处理
（2）
图像与直方图之间是多对一的映射关系。
（3）
图像各子区的直方图之和就等于该图像全图的直方图。
(a)
(b)
(a)
(b)
(c)
2 图像反差的调整 2.1线性变换 简单线性变换是按比例拉伸原始图像灰度等 级范围，一般为了充分利用显示设备的显示范围， 使输出直方图的两端达到饱和。 由于遥感图像的复杂性，线性变换往往难以 满足要求，因此在实际应用中更多地采用分段线 性变换，可以拉伸感兴趣目标与其他目标之间的 反差。
1.5 大气校正 大气的影响是指大气对阳光和来自目标的辐射 产生吸收和散射。消除大气影响的校正过程称 为大气校正。 1 基于地面场地数据或辅助数据进行辐射校正 2 利用波段的特性进行的大气校正
1.6地面辐射校正场
1 建立地面辐射校正场符合遥感数据定量化的需要。 2 建立地面辐射校正场可以弥补星上定标的不足 3 满足多种传感器和多时相遥感资料的应用需要
1.4 太阳高度角和地形影响引起的辐射误差校正
太阳高度角引起的辐射畸变校正是将太阳光线倾斜照 射时获取的图像校正为太阳光垂直照射时获取的图像，因 此在做辐射校正时，需要知道成像时刻的太阳角度角。 由于太阳高度角的影响，在图像上会产生阴影现象， 阴影会覆盖阴坡地物，对图像的定量分析和自动识别产生 影响。一般情况下阴影是难以消除的，但对多光谱图像可 以用两个波段图像的比值产生一个新图像以消除地形的影 响。
相对定标又称为传感器探测元件归一化，是为了校正传感 器中各个探测元件响应差异而对卫星传感器测量到的原始 亮度值进行归一化处理 由于传感器各个探测元件之间存在差异，会使得传感器获 得的数据出现一些条带，相对辐射定标的目的就是降低或 消除这些影响 1.3 影像的辐射校正 影像的辐射校正有以下几种方法： （1）简化理论计算方法 （2）基于数据本身的方法 （3）借助已知地物光谱反射率的经验方法
遥感影像辐射校正方法与技巧
遥感影像辐射校正方法与技巧引言：遥感技术在现代社会的应用日益广泛，无论是环境监测、农业发展还是城市规划，遥感影像都起到了不可或缺的作用。
然而，遥感影像需要进行辐射校正，以准确反映地物的光谱信息。
本文将介绍遥感影像辐射校正的方法与技巧。
一、什么是辐射校正辐射校正是遥感影像处理中的一项重要任务，通过消除大气、地表反射和传感器响应等误差，实现影像灰度与反射率、辐射率之间的转换。
辐射校正的目的是减小影像的空间和光谱差异，以便更好地进行后续分析和应用。
二、辐射校正的方法1. 经验模型方法经验模型方法适用于辐射校正的初步处理。
通过建立传感器响应与地物反射之间的经验模型，根据遥感影像中的亮度值进行校正。
这种方法适用于像素值的非线性校正，但不适用于不同光谱区域之间的校正。
2. 大气校正方法大气校正是辐射校正的关键步骤之一。
大气校正通过模拟大气的辐射传输过程，估算并消除大气对遥感影像的影响。
目前，主要的大气校正方法包括常规大气校正、基于模型的大气校正和基于辐射传输模型的大气校正等。
3. 地表反射校正方法地表反射校正是辐射校正中的另一重要步骤，主要解决地物反射率的转换问题。
地表反射校正方法可以分为基于定标面的校正和基于统计的校正两种。
其中，基于定标面的校正方法需要采集大量的地面参考数据，而基于统计的校正方法则通过统计地物的光谱反射特征进行校正。
三、辐射校正的技巧1. 模型选择与参数估计在进行辐射校正时，需要选择合适的模型和正确估计模型参数。
为了提高辐射校正的准确性，可通过大量的实地观测数据进行参数估计。
同时，对不同地区和不同影像进行适当调整和优化，以提高校正的精度。
2. 数据预处理在进行辐射校正之前，需要对遥感影像进行一定的数据预处理。
主要包括大气润湿校正、坐标转换、几何校正等。
这些预处理步骤有助于减小数据误差，提高辐射校正的精度。
3. 校正结果评价进行辐射校正后，需要对校正结果进行评价。
评价指标包括辐射定标误差、地物反射率的准确度等。
第6章 遥感图像辐射处理
2/16
第六章 遥感图像辐射处理
§6.4 图像融合
（1）基于像素的图像融合 关键问题：几何纠正＋像素重采样 （2）基于特征的图像融合 从初始影像中提取特征，然后对特征进行匹配 优点：针对性强、数据量小、分类精度高 （3）基于决策层的图像融合 在图像理解和模式识别基础上的融合。 在特征提取的基础上，直接面向应用进行融合
0.21 0.16 0.08 0.06 0.65 0.81 0.89 0.95 5 2->5 6 6 7
确定映射对应关系 0->1 (k->t) 统计新直方图 各灰度级像素 计算新直方图
3,4->6 1023 0.25
14/17
直方图均衡化计算步骤示意图
15/17
16/17
第六章 遥感图像辐射处理 §6.2 辐射增强
3/10
第六章 遥感图像辐射处理
§6.3 图像增强
总结：中值滤波的优点和缺点 优点是去噪（特别是脉冲或椒盐噪声）同时较好地 保持了边缘，缺点是对点、细线等细节较多的图像不 大适合。 演示：基于MATLAB的中值滤波程序
4/10
第六章 遥感图像辐射处理
§6.3 图像增强
二、空间域锐化 目的：增强图像的边缘或轮廓。 图像平滑与锐化比较：模糊边缘/突出边缘 积分运算/微分运算 模板和＝1/模板和＝0 空间域锐化的方法与边缘检测方法一致！ 常用的算子有：（见本PPT的127页） Roberts算子 Prewitt/Sobel算子 Laplacian算子
1 3 R H tan1 (v2 v1 ); 2 G 2 2 6 S v v 1 2 B 0
目前，IHS变换已成为彩色增强、特征增强、改善空间 分辨率、融合分离的数据等图像处理和分析的一种有效 方法被广泛应用。 9/16
遥感原理与应用第6章-遥感作业(1)
第六章遥感图像辐射校正名词解释：辐射定标、绝对定标、相对定标、辐射校正、大气校正、图像增强、累积直方图、直方图匹配、NDVI、图像融合1、辐射定标：是指传感器探测值的标定过程方法，用以确定传感器入口处的准确辐射值。
2、绝对定标：建立传感器测量的数字信号与对应的辐射能量之间的数量关系，对目标作定量的描述，得到目标的辐射绝对值。
3、相对定标：又称传感器探测元件归一化，是为了校正传感器中各个探测元件响应度差异而对卫星传感器测量到的原始亮度值进行归一化的一种处理过程。
最终得到的是目标中某一点辐射亮度与其他点的相对值。
4、辐射校正：是指消除或改正遥感图像成像过程中附加在传感器输出的辐射能量中的各种噪声的过程。
5、大气校正：是指消除大气对阳光和来自目标的辐射产生的吸收和散射影响的过程。
6、图像增强：为了特定目的，突出遥感图像中的某些信息，削弱或除去某些不需要的信息，使图像更易判读。
7、累积直方图：以累积分布函数为纵坐标，图像灰度为横坐标得到的直方图称为累积直方图。
8、直方图匹配：是通过非线性变换使得一个图像的直方图与另一个图像直方图类似。
也称生物量指标变化，可使植9、NDVI：归一化差分植被指数。
NDVI=B7−B5B7+B5被从水和土中分离出来。
10、图像融合：是指将多源遥感图像按照一定的算法，在规定的地理坐标系，生成新的图像的过程。
问答题：1．根据辐射传输方程，指出传感器接收的能量包含哪几方面，辐射误差及辐射误差纠正内容是什么。
根据辐射传输方程，传感器接收的电磁波能量包含三部分：1）太阳经大气衰减后照射到地面，经地面发射后又经过大气的二次衰减进入传感器的能量；2）大气散射、反射和辐射的能量；3）地面本身辐射的能量经过大气后进入传感器的能量。
辐射误差包括：1）传感器本身的性能引起的辐射误差；2）大气的散射和吸收引起的辐射误差；3）地形影响和光照条件的变化引起的辐射误差。
辐射误差纠正的内容是传感器辐射定标和辐射误差校正等。
遥感数字图像处理教程_06遥感图像的辐射校正
四、辐射传输方程
辐射传输方程：从辐射源经过大气层到达传感器的过程 中电磁波能量变化的数学模型。 传感器接收到的电磁波谱能量包括：太阳经大气衰减后 照射地面，经地物反射后，又经大气第二次衰减进入传感器 的能量；地面物体本身辐射的能量经大气后进入传感器；大 气散射和大气辐射的能量等。
太阳天顶角 地物光谱反 射率 Z1到Z2区段大气层的 光学厚度
a. 等概率变换
理论基础：两幅图像重叠部分灰度分布应相同。
设F、G两幅影像，以影像F为标准进行变换。在重叠部分，G影像上灰
度值小于gi的像元百分数为P，对应在F影像上占有同样百分数P的像 元灰度值为fi,这样就找到了gi应变换成fi，找出重叠部分影像G上所有 灰度值应变换成的值g’,列出变换表，根据该表将影像G各像元的灰 度值进行变换。 简单、但存在位置配准误差。
b. 线性灰度变换
在两张影像的重叠部分各取出相对应的n个点，建立线性回归方程； 然后运用最小二乘法求线性方程系数。以其中一幅影像为标准，对另 一幅影像进行变换，从而达到灰度一致化。 特点：简单易行，n足够大时有一定的精度。
5.3.2 遥感器端的辐射校正
背景：20世纪70年代末到80年代初，航天定量遥感技术的 迅速发展，遥感应用日趋定量化，进一步改进卫星定量遥感 精度的要求迫切。 80年代初，以美国Arizona大学光学中心的P.N.Slater教授为 代表提出了辐射校正场技术--利用地球表面大面积均匀的地 物为目标，当卫星过顶时实施同步地面观测，以实现对在轨 道上运行的卫星传感器做辐射校正。
传感器端的辐射校正（内部误差）
大气校正（外部误差）
地表辐射校正（外部误差）
5.1 大气层对电磁波传输过程的影响
5.2 辐射误差
遥感影像的辐射校正与处理技术
遥感影像的辐射校正与处理技术在当今科技飞速发展的时代，遥感技术作为一种获取地球表面信息的重要手段，发挥着越来越关键的作用。
而遥感影像的辐射校正与处理技术，则是确保遥感数据质量和可用性的重要环节。
遥感影像本质上是通过传感器接收到的地物反射或发射的电磁波能量所形成的图像。
然而，在获取影像的过程中，由于多种因素的影响，影像的辐射值可能会出现偏差或失真，这就需要进行辐射校正。
辐射校正的目的是消除或减少这些影响，使得影像能够准确反映地物的真实辐射特性。
造成遥感影像辐射误差的原因众多。
首先，传感器自身的性能差异会导致响应不一致。
不同的传感器对相同的地物可能会产生不同的测量值。
其次，大气对电磁波的散射和吸收也会改变影像的辐射特性。
比如，大气中的水汽、尘埃等会使得光线散射，导致影像模糊和亮度变化。
再者，太阳高度角、观测角度等几何因素也会影响地物的辐射接收。
此外，地形的起伏会导致光照不均匀，从而影响影像的辐射值。
辐射校正主要包括两种类型：辐射定标和辐射校正。
辐射定标是将传感器测量的数字量化值（DN 值）转换为具有物理意义的辐射亮度或反射率值。
这通常需要借助传感器的定标参数，如增益、偏移等。
通过定标，可以建立起影像数据与实际辐射量之间的定量关系。
而辐射校正则是消除或减少由大气、地形等因素引起的辐射误差。
常见的辐射校正方法有基于物理模型的校正和基于经验模型的校正。
基于物理模型的校正方法需要详细了解大气的成分、物理特性以及太阳辐射等信息，通过建立复杂的数学模型来计算大气对辐射的影响，并进行校正。
这种方法理论上较为精确，但需要大量的先验知识和参数输入，计算量较大。
基于经验模型的校正方法则是通过对大量已知辐射特性的地面控制点或均匀地物区域的观测，建立影像辐射值与实际辐射值之间的经验关系，然后应用这种关系对整个影像进行校正。
这种方法相对简单，但精度可能受到控制点选取和分布的影响。
在进行辐射校正之后，还需要对遥感影像进行进一步的处理，以提高影像的质量和可用性。
遥感辐射校正
遥感辐射校正
遥感辐射校正是指通过对遥感影像中的辐射值进行调整和修正，使其能够精确地反映地物的辐射特性和能量分布。
遥感数据在获取过程中可能会受到大气、地表反射率、地形和传感器等因素的影响，导致影像中的辐射值不准确或存在差异。
辐射校正的目的是消除这些影响，确保遥感影像能够提供准确和可靠的地物信息。
辐射校正的过程包括大气校正、地表反射率校正和辐射定标等步骤。
大气校正是指将影像中受大气影响引起的光学深度改变进行修正，以消除大气因素对辐射值的影响。
地表反射率校正是指根据地物的反射率特性，将影像中的辐射值转换为表面反射率，以准确反映地物的光谱特征。
辐射定标是通过校准参数和辐射标准物体信息，将影像中的原始辐射值转换为可比较和可量化的辐射亮度，以实现数据的准确比较和分析。
遥感辐射校正技术可以有效提高遥感影像的质量和精度，为后续的地物分类、变化检测、地表模拟和环境监测等应用提供准确和可靠的数据基础。
遥感图像几何精校正、辐射校正
遥感图像几何精校正、辐射校正实验目的：应用ENVI软件对图像进行几何精校正、辐射校正处理，使得图像更精确。
并通过实验了解运用ENVI软件进行几何、辐射校正的过程和方法。
实验原理：引起图像几何变形的一半分为两大类：系统性和非系统性误差。
几何校正是利用地面控制点和几何校正数学模型来校正非系统因素产生的误差，同时也将图像投影到平面上，使其符合地图投影系统的过程。
数据来源：在遥感实验室中老师做几何校正的资料数据图。
具体信息如图所示：一、几何校正实验步骤：1）打开并显示图像文件主菜中File—Open Image File将校正后和校正前的文件打开并将它们分别显示在Display 中。
2）启动几何校正模型选择主菜单M ap—Registration—Select Gcps:Image to image 进入界面如下图：3）选择校正后的图作为base图形，选择校正前的warp图作为待改正的图点击OK进入采集地面控制点。
4）地面控制点的采集过程（1）在两个Display中移动方框位置，寻找明显的相同地物特征使两个Zoom中的地物相同。
（2）在Ground control Points selection上，单击Add point 将当前的点收集。
（3）用同样的办法继续寻找点，至少四个点。
点的选取如图所示：5）在Ground Control Points Selection上，点击Show list 按钮可以看到选择的所有控制点。
6）选择校正参数输出结果（1）在Ground Control Points Selection上选择Opintion—Ware File 选择校正文件（2）在校正参数对话框中校正方法选择多项式，重采样选择Bilinear，背景值（Back ground）为0，选择输出途径和文件名例如下图：（3）输出结果：进行校正前后的链接对比实验结果与分析：通过校正后我们很明显地看到，两幅图像已经可以连接上了，但还是有一点小误差，这是因为选点时不够精细。
遥感图像辐射校正
实验名称：遥感图像辐射矫正实验目的：通过实验，了解并掌握辐射矫正的原理、基本方法，深刻理解遥感辐射矫正的意义。
实验原理：辐射矫正是指对由于外界因素，数据获取和传输系统产生的系统的、随机的辐射失真或畸变进行矫正，消除或改正辐射误差而引起的影响畸变的过程。
辐射矫正的一般方法有：1.大气校正：大气会引起太阳光的吸收、散射，也会引起来自目标的反射及散射光的吸收、散射，入射到传感器的除目标物的反射光外，还有大气引起的散射光，消除并校正这些影响的处理过程叫大气校正。
2.太阳高度及地形等引起的畸变校正：视场角和太阳角的关系所引起的亮度变化的校正；地形倾斜的影响校正。
3.传感器的灵敏度特性引起的畸变校正：（1）由光学系统的特性引起的畸变校正。
（2）由光电变化系统的特性引起的畸变校正。
辐射误差：传感器观测目标的反射或辐射能量时，观测值与目标的光谱反射率或光谱辐射亮度等物理量之间的差值。
两个基本概念反射率：反射率是反射辐射通量与入射通量的比值，是0-1之间的无量纲的值ρλ=Φreflectedλ/ Φiλ通常用反射率描述各种地物的光谱反射特性。
一般分为镜面反射、方向反射、漫反射（各向同性），反射率是地物自身的属性。
朗伯反射体：发光强度和亮度的概念不仅适用于自己发光的物体，也可以应用到反射体。
光线射到光滑的表面上，定向地发射出去；射到粗糙的表面上时，它将朝向所有方向漫射。
一个理想的漫射面，应是遵循朗伯定律的，即不管入射光来自何方，沿各方向漫射光的发光强度总与cosθ成正比，从而亮度相同。
积雪、刷粉的白墙或十分粗糙的白纸表面，都很接近这类理想的漫射面。
这类物体称为朗伯反射体。
大气影响的定量分析进入大气的太阳辐射会发生反射、折射、吸收、散射和透射。
其中对传感器接收影响较大的是吸收和散射。
假定地表面是朗伯体，其表面为漫反射，则某方向物体的辐射亮度为：θππλλλλλcos 00E R E R L ==其中：λR 是地物反射率；π是半球球面度（半球反射）传感器接收信号时，受仪器的影响还有一个系统增益因子 ，这时进入传感器的亮度值为：无大气： 在没有大气存在时，传感器接收的辐照度，只与太阳辐射到地面的辐照度和地物反射率有关。
遥感原理与方法——辐射校正
设E0为某一波长的辐照度，θ为入射方向的天顶角，当无大气 存在的时候，地面上单位面积的辐照度为：
E1=E0•COSθ
假定地表面是朗伯体，其表面是漫反射，则某方向物体的亮度 是
L0=Rλ•E1/π Rλ是地物反射率， π是球面度（半球反射）
传感器接收信号时，受仪器的影响还有一个系统增益系数S,这时， 进入传感器的亮度值为
2）野外波谱测试回归分析法（不常用）
野外波谱测试与地面调查同步进行,通常选用同类仪器测量,将 地面测量结果与卫星影象对应的亮度值进行回归分析,见上 图,(再进行比较时,应将图象象元亮度值转换为辐射率),
回归方程
L=A+BR,
A为一固定的常数，B为回归系数，R为地面反射率。BR（L较） 为不受大气影响的辐射率，所以校正公式为
于气溶胶引起的散射造成的，在热红外区，大气的影响主要是由
于水蒸气的吸收造成的，为了消除大气的影响，需要测定可见光
和近红外区的气溶胶的密度和热红外区的水蒸气密度，实现起来 比较困难
L较=L-A,
即图像中的每一个象元值都扣除A的影响。由于地面反射率不 具有普遍性，所以这个方法不常用。
3）辐射传递方程计算法（不常用）
若地面的辐射能量为E0,它通过高度为H的大气层后，传感器接收 系统所能收集到的电磁波能可见光和近红外区，大气的影响主要是由
既光学摄影机和光电扫描仪引起的辐射误差，—通过辐射校正场 或地面光谱测量来对传感器定标。这一工作由地面接收站来完成。
二)是太阳辐射引起的辐射误差 1)太阳位置引起的辐射误差 2）地形起伏引起的辐射误差 三是大气影响引起的辐射误差
1）大气影响的定量分析 进入大气的太阳辐射会发生反射，折射，吸收，散射和投射。 如果没有大气存在，传感器接收的辐照度只与太阳辐射到达地 面的辐照度和地物的反射率有关，由于大气的存在，辐射经过 大气吸收和散射，透过率小于1，从而减弱了信号的强度。同 时，大气的散射光也有一部分直接或经过地物反射进入到传感 器，这两部分又增强了信号，但是没有用的。
第6章 遥感作业
第六章遥感图像辐射校正名词解释：辐射定标：传感器探测值的标定过程方法，用以确定传感器入口处的准准辐射值。
绝对定标：所谓绝对定标，就是要建立传感器测量前后的数字信号与对应的辐射能量之间的数量关系，即定标系数，在卫星发射前后都要进行。
相对定标：相对定标又称传感器探测元件归一化，是为了校正传感器各个探测元件响应差异而对卫星传感器测量到的原始亮度值进行归一化的一种处理过程。
辐射校正：是指消除或改正遥感图像成像过程中附加在传感器输出的辐射能量中的各种噪声的过程。
大气校正：消除大气影响的校正过程称为大气校正。
（大气的影响是指大气对阳光和来自目标的辐射产生吸收和散射。
）图像增强：遥感图像增强是为了特定的目的，突出遥感图像中的某些信息，削弱或者消除某些不需要的信息，使图像更容易判读。
图像增强的实质是增强感兴趣的目标和周围背景图像间的反差。
累积直方图：累计直方图代表图像组成成分在灰度级的累计概率分布情况，每一个概率值代表小于等于此灰度值的概率。
直方图匹配：直方图匹配是指通过非线性变化使得一个图像的直方图与另一个图像的直方图类似。
NDVI：归一化差分植被指数，可使植被从水和土中分离出来。
图像融合：指将多源遥感图像按照一定的算法，在规定的地理坐标系，生成新的图像的过程。
问答题：1．根据辐射传输方程，指出传感器接收的能量包含哪几方面，辐射误差及辐射误差纠正内容是什么。
答：从辐射传输方程可以看出，传感器接收的电磁波能量包含三部分：（1）太阳经大气衰减后照射到地面，经地面发射后，又经大气第二次衰减进入传感器的能量；（2）大气散射，反射和辐射的能量；（3）地面本身辐射的能量经大气后进入传感器的能量。
遥感图像的辐射误差主要包括：1、传感器本身性能引起的辐射误差；2、大气散射和吸收引起的辐射误差；3、地形影响和光照条件的变化引起的辐射误差。
2．什么是遥感大气校正？为什么要进行遥感图像大气校正？答：遥感大气校正就是消除大气影响的校正。
《遥感影像辐射校正》课件
常用的辐射校正模型
常用的辐射校正模型包括大气校正模型、地物反射率校正模型和仪器响应校 正模型等。这些模型是校正过程中的数学表达式，能够准确描述辐射校正的 过程。
辐射校正实例分析
通过实例分析，可以更好地理解遥感影像辐射校正的操作步骤和效果。实例 分析可以涉及不同类型的遥感影像和不同校正方法的比较。
总结和展望
总结遥感影像辐射校正的重要性和方法，展望未来在遥感影像辐射校正领域 的发展方向，包括新的校正模型和算法的应用以及辐射校正在特定应用领域 的深入研究。
《遥感影像辐射校正》 PPT课件
背景介绍
遥感影像辐射校正是一种针对遥感影像数据进行的重要预处理步骤。通过校 正光谱辐射能力，可以消除地表特征和大气透射对图像造成的影响，获取更 准确的地物信息。
遥感影像辐射校正的概念
遥感影像辐射校正是指将原始的数字遥感影像转换为物理量表达，并消除光谱辐射能力的意义
通过辐射校正，可以消除地表大气、地物反射和仪器响应等因素的影响，提 高遥感影像的质量和准确性，为后续的地物分类、变化检测等应用提供可靠 的数据支持。
遥感影像辐射校正的方法
遥感影像辐射校正的方法包括大气校正、地物反射率校正和仪器响应校正等。 不同的校正方法适用于不同类型的遥感影像和应用需求。
辐射校正流程
辐射校正流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!辐射校正流程一、准备工作阶段。
在进行辐射校正之前，要做好充分的准备。
1. 数据收集：收集需要进行校正的遥感影像数据，以及相关的辅助数据，如太阳高度角、方位角等。
遥感图像的辐射处理讲课讲稿
2) 遥感器星上内定标
光学遥感的星上内定标一般采用灯定标、 太阳定标及黑体定标。
其优点可对一些光学遥感实时定标，不足 的是，大部分星上定标都只是部分系统和部分 口径定标，没有模拟遥感器的成像状态，星上 定标系统也不够稳定，也影响了定标精度。
3) 遥感器场地外定标
即在遥感器飞越辐射定标场上空，在定标 场选择若干象元区，测量遥感器对应的各波段 地物的光谱反射率和大气光谱参量，并利用大 气辐射传输模型给出遥感器入瞳处各光谱带的 辐射亮度，最后确定它与遥感器对应输出的数 字量化的数量关系，求解定标系数，并进行误 差分析。
第5讲
课 题：遥感图像的辐射处理（1） 目的要求：1. 了解辐射传输过程； 2.了解产生
辐射误差的原因；3.了解辐射校正的原理 重 点：辐射校正的过程 难 点：辐射误差的来源
教学课时：2课时 教学方法：授课为主、鼓励课堂交流
本次课涉及的学术前沿：图像的增强处理
1、遥感图像的辐射校正
概念：
辐射校正是指消除或改正遥感图像成像过 程中附加在传感器输出的辐射能量中的各种噪 声的过程。 遥感图像的辐射误差主要包括：
一、直方图变换
4. 数字图像直方图:以每个像元为单位，表示
图像中各亮度值或亮度值区间像元出现的频率 的分布图。
a图像直方图靠近低灰度区，该图像属于低反射率景物图像； b图像为高反射率景物图像； c图像直方图标准差偏小，为低反差景物图像； d图像直方图的标准差较大，为高反差景物的图像； e图像直方图呈现出多峰，图中有多种地物出现的频率较高； f图像直方图呈现出双峰，并且高亮度地物（如云、白背景等）出现频
4 亮度反转处理
灰度反转是指图像灰度范围进行线性 或非线性取反，产生一幅与输入图像灰 度相反的图像，其结果是原来亮度的地 方变暗，原来暗的地方变亮。
大气辐射校正-6S-实习【课件】共26页文档
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与 艰难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
0代表均匀 1代表不均匀
10 输入RAPP 的空气校正参数
11 打开sixs.out文件，找到经校正之后 的系数，计算大气校正的表达式
*************************************************
*
atmospheric correction result
亮度单位*： w/m2srm
10
m/w cm 2srm
注意三点：
增益（Gains）和偏置（Offset）取值
➢头文件 ➢USGS网站上定期公布数据
增益（Gains）和偏置（Offபைடு நூலகம்et）量纲和含 义
m/w cm 2sr
➢毫瓦/（平方厘米*球面度）
➢毫瓦/ （平方厘米*球面度*微m 米/）w cm 2srm
* coefficients xa xb
xc
: .00450 .02945 .08062
* y=xa*(measured radiance)-xb; acr=y/(1.+xc*y)
*************************************************
y=0.00450*b1-0.02945
*
-----------------------------
* input apparent reflectance
: .309
* measured radiance [w/m2/sr/mic] : 90.000
遥感教案 6第六章 辐射校正
传感器接收信号时，受仪器的影响还有一个系统增益系数S,这时， 传感器接收信号时，受仪器的影响还有一个系统增益系数S,这时， 进入传感器的亮度值为 L’0= L0•S L0• 由于大气的存在，在入射方向有与入射天顶角和波长有关的透过 率Tθ,反射后，在反射方向上有与反射天顶角和波长有关的透过 率Tφ,因此，进入传感器的亮度为 L1= L’0• Tθ• Tφ L’ 大气对辐射散射后，来自各个方向的散射又以漫入射的形式照射 地物，其辐照度为ED,这部分的亮度值为L2=R• 地物，其辐照度为ED,这部分的亮度值为L2=R• Tφ•S• ED/ π 相当部分的散射光向上通过大气直接进入传感器，亮度为LP 相当部分的器的辐射亮度是三者之和 L=L1+L2+LP L=LP+R• L=LP+R•Tφ• S(E0 TθCOSθ+ ED)/ π TθCOSθ ED)/
第六章 辐射校正
辐射校正
一 辐射校正的含义 二 辐射畸变产生的原因 三 辐射校正的方法
一辐射校正的含义
进入传感器的辐射强度取决于两个因素 太阳辐射照射到地面的辐射强度; 一 太阳辐射照射到地面的辐射强度; 地物的光谱反射率。 二 地物的光谱反射率。 当太阳辐射相同时， 当太阳辐射相同时，像元亮度值的差异直接反映了 地物目标反射率的差异。但是在实际测量的时候， 地物目标反射率的差异。但是在实际测量的时候， 辐射强度值还受到其他因素的影响而发生改变。 辐射强度值还受到其他因素的影响而发生改变。引 起图像的失真， 起图像的失真，这一改变的部分就是需要校正的部 消除影像中各种失真的过程称为辐射校正 辐射校正. 分，消除影像中各种失真的过程称为辐射校正. 目的是尽可能恢复图像的本来面目，为遥感图像的 目的是尽可能恢复图像的本来面目， 识别，分类，解译等后续工作打下基础。 识别，分类，解译等后续工作打下基础。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2）野外波谱测试回归分析法（不常用） 野外波谱测试回归分析法（不常用）
野外波谱测试与地面调查同步进行, 野外波谱测试与地面调查同步进行,通常选用同类仪 器测量, 器测量,将地面测量结果与卫星影象对应的亮度值进 行回归分析,见上图,(再进行比较时, 行回归分析,见上图,(再进行比较时,应将图象象元亮度 值转换为辐射率), 值转换为辐射率), 回归方程 L=A+BR, A为一固定的常数，B为回归系数，R为地面反射率。 为一固定的常数，B为回归系数，R BR（L较）为不受大气影响的辐射率，所以校正公式 BR（ 为 L较=L-A, =L即图像中的每一个象元值都扣除A 即图像中的每一个象元值都扣除A的影响。由于地面 反射率不具有普遍性，所以这个方法不常用。
三辐射校正的方法
1传感器仪器本身产生的误差 通过辐射校正场或地面光谱测量来对传感器定标。这一 工作由地面接收站来完成。 2是太阳辐射引起的辐射误差 1)太阳位置引起的辐射误差 1)太阳位置引起的辐射误差 2）地形起伏引起的辐射误差 3大气影响造成的畸变 1）波段对比法：常用除了气象卫星探测云层外，其它的被 波段对比法： 动遥感都选择无云天气观测，这时候大气的影响只有吸收 和散射。理论依据是大气散射具有选择性，即大气散射对 短波影响大，对长波影响小。为处理问题的方便，把近红 外图像当作无散射影响的标准图像，通过对不同波段的对 比分析计算出大气干扰值。一般有两种方法：回归分析法 比分析计算出大气干扰值。一般有两种方法：回归分析法 和直方图法
一)是传感器仪器本身产生的误差
既光学摄影机和光电扫描仪引起的辐射误差，— 既光学摄影机和光电扫描仪引起的辐射误差，—通过辐射校正场 或地面光谱测量来对传感器定标。 1)太阳位置引起的辐射误差 1)太阳位置引起的辐射误差 2）地形起伏引起的辐射误差 三是大气影响引起的辐射误差 1）大气影响的定量分析 进入大气的太阳辐射会发生反射，折射，吸收，散射和投射。 如果没有大气存在，传感器接收的辐照度只与太阳辐射到达地 面的辐照度和地物的反射率有关，由于大气的存在，辐射经过 大气吸收和散射，透过率小于1 大气吸收和散射，透过率小于1，从而减弱了信号的强度。同 时，大气的散射光也有一部分直接或经过地物反射进入到传感 器，这两部分又增强了信号，但是没有用的。 设E0为某一波长的辐照度，θ为入射方向的天顶角，当无大气 E0为某一波长的辐照度，θ 存在的时候，地面上单位面积的辐照度为： E1=E0•COSθ E1=E0•COSθ 假定地表面是朗伯体，其表面是漫反射，则某方向物体的亮度 是 L0=Rλ E1/π L0=Rλ•E1/π Rλ是地物反射率， π是球面度（半球反射）
回归分析法 在不受大气影响的波段和待校 正的某一波段图像中，选择最 黑区域中的一系列目标，将每 一个目标的两个待比较的波段 亮度值提取出来进行会给分析。 以TM为例，1波段的散射最大， TM为例，1 7波段几乎不受影响， 可以以7 可以以7波段为基础对其他波段 进行辐射校正，若对3 进行辐射校正，若对3波段进行 校正，首先在3 校正，首先在3波段上选择最黑 的影像目标，在7 的影像目标，在7波段找出对应 的目标，取灰度值，再以 （TM7,TM3）为坐标的直角坐 TM7,TM3）为坐标的直角坐 标系中绘制散点图，并用最小 二乘法建立回归方程 TM3=a+b× TM3=a+b×TM7
二 辐射畸变产生的原因
由辐射传输方程可知, 由辐射传输方程可知,传感器的输出Eλ为
Kλ为传感器的光谱响应系数；ρλ为地物的波谱反射系数；E0为 太阳辐射照度；t(z1,z2)为区段大气层的光学厚度；θ为太阳天顶 角； ελ为波谱发射率系数;Wе(λ) 为地物同温度黑体的发射通量密 为波谱发射率系数; 度；H 度；H为平台高度；bλ 为大气辐射所形成的天空辐照亮度。
传感器接收信号时，受仪器的影响还有一个系统增益系数S,这时， 传感器接收信号时，受仪器的影响还有一个系统增益系数S,这时， 进入传感器的亮度值为 L’0= L0•S L0• 由于大气的存在，在入射方向有与入射天顶角和波长有关的透过 率Tθ,反射后，在反射方向上有与反射天顶角和波长有关的透过 率Tφ,因此，进入传感器的亮度为 L1= L’0• Tθ• Tφ L’ 大气对辐射散射后，来自各个方向的散射又以漫入射的形式照射 地物，其辐照度为ED,这部分的亮度值为L2=R• 地物，其辐照度为ED,这部分的亮度值为L2=R• Tφ•S• ED/ π 相当部分的散射光向上通过大气直接进入传感器，亮度为LP 相当部分的散射光向上通过大气直接进入传感器，亮度为LP 所以由于大气的存在，实际到达传感器的辐射亮度是三者之和 L=L1+L2+LP L=LP+R• L=LP+R•Tφ• S(E0 TθCOSθ+ ED)/ π TθCOSθ ED)/
3）辐射传递方程计算法（不常用） 辐射传递方程计算法（不常用）
若地面的辐射能量为E0,它通过高度为H 若地面的辐射能量为E0,它通过高度为H的大气层后，传感器接收 系统所能收集到的电磁波能量为E,则有辐射传递方程可得 系统所能收集到的电磁波能量为E,则有辐射传递方程可得 E= E0×A E0× A为大气衰减系数。在可见光和近红外区，大气的影响主要是由 于气溶胶引起的散射造成的，在热红外区，大气的影响主要是由 于水蒸气的吸收造成的，为了消除大气的影响，需要测定可见光 和近红外区的气溶胶的密度和热红外区的水蒸气密度，实现起来 比较困难
上图是图像的某一抛面，抛面线长为横坐标，亮度 值为纵坐标。无大气时，白处的亮度值为50，黑处 值为纵坐标。无大气时，白处的亮度值为50，黑处 亮度值为0，亮度对比为（50- /50=1，当有大气影 亮度值为0，亮度对比为（50-0）/50=1，当有大气影 响时，乘上透过率假定减少10%，亮度减少到45，而 响时，乘上透过率假定减少10%，亮度减少到45，而 由于L2,LP得存在，黑白处的亮度均增加10，这样亮 由于L2,LP得存在，黑白处的亮度均增加10，这样亮 度对比度为（55-10）/55=9/11，可见对比度减少， 度对比度为（55-10）/55=9/11，可见对比度减少， 图像质量下降。
大气校正前的盖度
大气校正后的盖度
直方图法 直方图已统计的形式表示图像亮度值与象元数之间的关系。在二 维坐标系中，横坐标代表图像的亮度值，纵坐标代表每一亮度或 亮度间隔的象元数。最小法的去除思想在于一幅图像总可以找到 其亮度值为0的地物，实际上，不为0 其亮度值为0的地物，实际上，不为0，校正时候将每一个波段中 每一个象元的亮度值都减去本波段的最小值。使图像的亮度动态 范围得到改善，对比度增强。图像质量提高。
第六章 辐射校正
辐射校正
一 辐射校正的含义 二 辐射畸变产生的原因 三 辐射校正的方法
一辐射校正的含义
进入传感器的辐射强度取决于两个因素 太阳辐射照射到地面的辐射强度; 一 太阳辐射照射到地面的辐射强度; 地物的光谱反射率。 二 地物的光谱反射率。 当太阳辐射相同时， 当太阳辐射相同时，像元亮度值的差异直接反映了 地物目标反射率的差异。但是在实际测量的时候， 地物目标反射率的差异。但是在实际测量的时候， 辐射强度值还受到其他因素的影响而发生改变。 辐射强度值还受到其他因素的影响而发生改变。引 起图像的失真， 起图像的失真，这一改变的部分就是需要校正的部 消除影像中各种失真的过程称为辐射校正 辐射校正. 分，消除影像中各种失真的过程称为辐射校正. 目的是尽可能恢复图像的本来面目，为遥感图像的 目的是尽可能恢复图像的本来面目， 识别，分类，解译等后续工作打下基础。 识别，分类，解译等后续工作打下基础。