国内外卫星遥感器辐射定标场地特性比较分析
遥感影像辐射定标
遥感影像辐射定标
遥感影像辐射定标是一个复杂的过程,具体步骤如下:
1.确定定标参数:辐射定标所需的参数通常存放在元数据文件中,用户可以从元数据文件中直接读取参数,从而完成定标。
2.绝对定标:把卫星传感器接收到的视场中已知反射率的地面目标作为参考,通过卫星传感器观测这类地面目标,从卫星传感器得到的测量值计算出该卫星传感器的定标系数,以此实现传感器的绝对定标。
3.相对定标:利用卫星同步观测的在轨绝对定标场地数据来计算卫星载荷不同探测器之间的相对光谱响应,并利用得到的在轨绝对辐射定标系数进行卫星载荷的星上亮温定标,从而得到卫星载荷红外通道的相对定标系数。
4.场地替代定标:在没有合适的在轨绝对辐射定标场地时,可以采用场地替代定标。
该方法是利用与在轨绝对辐射定标场地具有相似光谱特性并易于获取的场地作为替代场地,通过选择替代场地、获取替代场地的地表反射率数据、大气参数和同步卫星观测数据,计算得到在轨绝对辐射定标系数。
遥感影像辐射定标的目的是消除传感器本身的误差,确定传感器入口处的准确辐射值。
CBERS-04卫星宽视场成像仪在轨场地辐射定标
CBERS-04卫星宽视场成像仪在轨场地辐射定标CBERS-04卫星宽视场成像仪在轨场地辐射定标的论文摘要:本文利用CBERS-04卫星宽视场成像仪在轨数据和地面辐射定标数据,通过大气透过率模型的建立和实验测量数据的处理,完成了CBERS-04卫星宽视场成像仪在轨场地辐射定标。
结果表明,CBERS-04卫星宽视场成像仪在轨场地辐射定标精度符合要求,可为遥感应用提供有效数据支持。
关键词:CBERS-04;宽视场成像仪;场地辐射定标;大气透过率模型1. 前言CBERS-04卫星宽视场成像仪作为中国与巴西国际合作项目的一部分,于2014年成功发射。
该设备采用多光谱和波段对地观测,对土地利用、资源调查和环境监测等领域具有广泛的应用价值。
然而,卫星数据的定量分析需要在地面进行辐射定标,通常利用大气透过率模型完成宽视场成像仪光谱响应的估算。
因此,CBERS-04卫星宽视场成像仪在轨场地辐射定标是实现精准遥感应用的重要基础。
2. 大气透过率模型的建立大气透过率模型是用来描述大气对太阳辐射和地球表面反射辐射的吸收和散射情况的数学模型。
本文采用了MODTRAN软件模型和实验测量数据相结合的方法,建立CBERS-04卫星宽视场成像仪光学长光程大气透过率模型。
模型中包括对流层、平流层和臭氧吸收等五种离子吸收,准确地模拟了光线在穿过大气时的吸收和散射情况。
模型的出模精度经过对比实际测量数据检验,符合CBERS-04卫星宽视场成像仪精度要求。
3. 场地辐射定标的方法CBERS-04卫星宽视场成像仪在轨场地辐射定标主要包括反射率定标和辐射温度定标。
反射率定标主要通过选取已知地物,如稳定的混凝土路面和建筑物顶面等,计算它们的地表反射率。
通过经典的黑体辐射源法和码装法,测量已知地物的表面温度和CBERS-04卫星宽视场成像仪对应的亮度温度,得出辐射温度定标系数。
4. 实验结果本文将建立的大气透过率模型和反射率、辐射温度定标系数应用于CBERS-04卫星宽视场成像仪在轨数据处理中,取得了显著成果。
高精度卫星光学遥感器辐射定标技术
1引言
光 学 辐射定 标 主要研 究光 辐射 传感 器 的输 出与 已知 的 、用 S 单 位 表述 的输 入光 辐射 之 间 的定 量 关 系 , I 包 括 各种 光 辐射 效应 的定 量化 、 光辐射 的精确 测量 及其 不 确定 度评 估 , 辐射传 感 器 的综合 特 性表 征 , 光 以及 光辐射 传 感器 的工作 条件 对其 性 能影 响 的评估 等 方面 的 内容 。 光辐 射是 光学 遥感信 息 的基本 载体 。各 种平 台上光 学 传感 器 的几何 和光谱 分辩 能力 都与 其光 辐射 的准
确测 量能 力 直接相 关 。辐射 定标 在空 间对 地观测 观测 过程 中所 发挥 的 主要作 用表现 为 : 1 现各类 光 学传感 器从 预研 一 )实 工程研 制一 轨运 行 的全过 程定标 , 证传感 器 的精度 能 够满 足应 用需 在 保
求:
2 )统一 不 同平 台 、 同传感 器 的辐 射量 化标 准 , 不 同时 间 、 间条 件下 获 得 的遥感 信 息 可 以 比对 、 不 使 空 转
第 5期
郑小兵: 高精 度 卫 星 光 学遥 感 器辐 射 定 标 技 术
3 7
量 结果 真实 反 映 目标 和背 景 的特征 。
光 辐射 定标 是一 项多 学科 交叉 的技 术 , 及辐 射 与光度 学 、 量学 、 与介质 的相 互作用 、 电精密 仪器 涉 计 光 光
设 计等基 础 研究 和工 程研 发 内容 。
Hih Ac u a y Ra i me rc Ca i r t n o a el e Op ia m o e S n o s g - c r c d o ti l a i fS t l t tc lRe t e s r b o i
民用遥感卫星载荷在轨辐射定标与定量应用
s t a t u s o f r a d i o me t r i c c a l i b r a t i o n ,a n d a s c e r t a i n s t h e c a l i b r a t i o n me t h o d lo f w t h a t s u i t s Ch i n a ’ S c i v i l s a t e l l i t e p a y l o a d s . We p e r f o r m t h e c a l i b r a t i o n a n d v a l i d a t i o n o f c i v i l s a t e l l i t e b y u s i n g a b o v e me n t i o n e d me t h o d s . T h e r e t r i e v a l a l g o r i t h m o f l a n d s u r f a c e p r o p e r t y p a r a me t e r s ,s u c h a s r e le f c t a n c e a n d t e mp e r a ur t e ,a r e r e s e a r c h e d
星载遥感器的可见和近红外波段的绝对定标
星载遥感器的可见和近红外波段的绝对定标孙毅义;郭常忠;董浩;李治平【期刊名称】《测试技术学报》【年(卷),期】1999(013)001【摘要】在洁净海洋上空,卫星遥感器在可见光谱区中接收到的信号主要来自于大气分子散射.根据大气辐射传输机理利用观测海洋的方法,对星载遥感器的可见和近红外通道进行绝对辐射定标.为了克服大气气溶胶散射对辐射定标精度的影响,利用组合可见和近红外通道同时观测高亮云层和洁净海面对NOAA-14 AVHRR作出了精确的辐射定标.而Landsat-5 TM遥感器,由于飞行前标定辐射设置过低,无法使用高反射目标进行辐射定标.本研究利用大气散射辐射以及大气和海洋宏观平均特征进行辐射定标,同样得到了好的结果.为了证实定标结果,与中国格尔木沙漠地区的光谱反射率实际测量进行了对比.【总页数】7页(P1-7)【作者】孙毅义;郭常忠;董浩;李治平【作者单位】烟台大学环境特性研究所,山东,烟台,264005;烟台大学环境特性研究所,山东,烟台,264005;烟台大学环境特性研究所,山东,烟台,264005;烟台大学环境特性研究所,山东,烟台,264005【正文语种】中文【中图分类】TP7【相关文献】1.星载遥感器在飞行时的绝对辐射定标方法 [J], 顾名Li2.星载多光谱遥感器太阳定标技术的进展 [J], 顾名澧3.星载光学遥感器可见近红外通道辐射定标研究进展 [J], 高海亮;顾行发;余涛;李小英;巩慧;李家国4.星载微光遥感器外场辐射定标光源的研制和检测 [J], 甘涛; 袁银麟; 翟文超; 郑小兵; 孟凡刚; 吴浩宇5.NOAA-14星载可见光和近红外遥感器的绝对定标(英文) [J], 孙毅义;李治平;郭常忠因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
内蒙古辐射校正场特性评价与应用潜力分析
内蒙古辐射校正场特性评价与应用潜力分析马晓红;余涛;高海亮;陈兴峰;谢玉娟;韩杰【摘要】利用2010年6月在内蒙古贡格尔辐射校正场(简称内蒙古辐射校正场)实测的地表反射率和大气气溶胶数据,分析了该辐射校正场的地表反射率和大气气溶胶特性,并与敦煌辐射校正场相关数据进行了对比分析.结果表明:内蒙古辐射校正场地表反射率的相对方差小于5%,表现出较好的均一性;在天气晴朗的情况下,各通道的大气气溶胶光学厚度可达0.1 ~0.2;内蒙古辐射校正场地理条件优越,交通便利且定标成本低,可作为我国备用的卫星传感器辐射校正场,用于开展卫星传感器的在轨辐射定标及遥感数据真实性检验实验,以进一步提高国产卫星遥感数据定量化应用的可靠性与精度.%Using surface reflectance data and atmosphere aerosol data measured at the Inner Mongolia radiometric site in June, 2010, this paper analyzed the surface reflectance characteristics, atmosphere aerosol properties and geography conditions and made a comparison between the Inner Mongolia test site and the Dunhuang radiometric calibration site. The results show that the relative deviation of reflectance is less than 5% , indicating that the site has good uniformity, that the aerosol optical thickness of each channel is up to 0.1 ~0.2 during the fine weather, that the transportation is very convenient and that the cost of the calibration experiment is low. Therefore, the Inner Mongolia radiometric site not only can be used to carry out on - orbit radiometric calibration and validation experiments as the spare radiometric calibration site, but also can improve reliability and accuracy of homemade satellite remote sensing data.【期刊名称】《国土资源遥感》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】6页(P31-36)【关键词】辐射校正场;内蒙古辐射校正场;地表反射率;大气气溶胶光学厚度【作者】马晓红;余涛;高海亮;陈兴峰;谢玉娟;韩杰【作者单位】河南理工大学测绘与国土信息工程学院,焦作454000;中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室,北京100101;国家航天局航天遥感论证中心,北京100101;中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室,北京100101;国家航天局航天遥感论证中心,北京100101;中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室,北京100101;国家航天局航天遥感论证中心,北京100101;中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室,北京100101;国家航天局航天遥感论证中心,北京100101;河南理工大学测绘与国土信息工程学院,焦作454000;中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室,北京100101;国家航天局航天遥感论证中心,北京100101;河南理工大学测绘与国土信息工程学院,焦作454000;中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室,北京100101;国家航天局航天遥感论证中心,北京100101【正文语种】中文【中图分类】TP722.4随着对地观测卫星数量的不断增加,遥感数据的应用已经进入到定量化阶段,而卫星传感器的辐射定标是遥感数据定量化应用的前提。
国外遥感卫星发展现状概述
国外遥感卫星发展现状概述遥感卫星是指通过卫星传感器获取地球表面信息的一种技术手段。
随着科技的不断进步,国外各国在遥感卫星领域展开了广泛的研究和开发工作,取得了许多重大的成果。
本文将对国外遥感卫星发展现状进行概述。
一、美国遥感卫星发展美国是全球遥感卫星领域的领军国家,已经发射了多颗卫星以获取地球的遥感数据。
其中,最早的一颗遥感卫星是在1972年发射的LANDSAT-1,成为了美国遥感卫星的代表。
此后,美国陆续发射了多颗LANDSAT卫星,目前已经发射至LANDSAT-8此外,美国还发射了SPOT卫星,这是由法国、比利时和瑞典共同研制的一种遥感卫星系统。
SPOT卫星具有较高的分辨率和较大的覆盖范围,可以提供高质量的遥感数据。
美国的遥感卫星不仅在地球观测方面具有重要意义,还广泛应用于气象预报、环境监测、农业和林业等领域。
美国还建立了全球地球观测系统(GEOSS),整合了多个卫星数据源,提供全球范围内的遥感数据。
二、欧洲遥感卫星发展欧洲也在遥感卫星领域取得了重要进展。
欧洲空间局(ESA)是欧洲遥感卫星的主要研发机构,其最重要的遥感卫星是欧空局地球观测卫星(ERS)和欧洲高分辨率卫星(ERS)。
欧空局地球观测卫星是一颗多用途的遥感卫星,可以获取包括海洋、大气、陆地和冰层在内的地球各部分的遥感数据。
这些数据对于气象预报、气候变化研究和环境监测等方面都有重要意义。
欧洲高分辨率卫星是欧洲自主研制的一种高分辨率合成孔径雷达(SAR)系统,可以获得具有高分辨率和更强的穿透能力的遥感影像。
该卫星已经成功应用于数字地形模型制作、城市规划和土地利用研究等领域。
三、其他国家遥感卫星发展除了美国和欧洲,其他国家也在遥感卫星领域投入了大量的研究和开发工作。
俄罗斯自上世纪60年代起就开始发射静止遥感卫星,用于监测天气和资源等方面。
中国也在遥感卫星领域实现了重大突破。
中国的遥感卫星包括环境一号卫星、资源一号卫星和天鹰一号卫星等。
这些卫星在环境监测、农业、林业和城市规划等方面发挥了重要作用。
一种基于月球的卫星光学遥感器辐射定标方法
一种基于月球的卫星光学遥感器辐射定标方法说实话基于月球的卫星光学遥感器辐射定标方法这事儿,我一开始也是瞎摸索。
我试过不少办法呢。
最开始我就想啊,月球的光那么稳定,肯定能直接拿来做参考,于是我就简单地去测量月球的辐射值,然后跟遥感器接收到的值做对比。
结果发现呀,完全不是那么回事儿。
我忽略了很多复杂的因素。
比如说,地球大气对月球光线的吸收、散射啥的,这就好比是在有雾的天气看远处的灯,灯光的强度看起来就变弱了。
后来我又想,那我得把大气的影响考虑进去。
我就开始找各种大气模型,想根据模型来校正这个大气的影响。
可是这操作起来超级麻烦,不同的地区、不同的天气状态,大气模型都不一样。
我就像掉进了一个泥坑,越挣扎越糊涂。
有一次我突然悟到,我是不是可以找一些相对稳定的数据来进行间接推算呢。
我就去查找以往很多次测量月球的辐射数据,建立了一个小数据库。
通过对比遥感器拍摄的月球图像和数据库里的数据,来定标。
这就有点像对比不同时期拍的照片,找出不同之处好来修正。
但是这里面也有限制,因为之前的数据来源可能也存在不准确的地方。
再后来经过各种尝试,我发现结合多种方法是比较靠谱的。
先测量月球的大致辐射总量,这个时候粗略一点没关系,就像看个大概轮廓。
然后利用大气校正模型进行初步校正,把大气这个捣乱分子给控制一下。
接着再比对数据库里的数据,进行精确的调整。
这个就像是先用大刷子画个轮廓,再用小画笔慢慢雕琢细节。
我还得跟你说一个我犯的错,我之前觉得只要数据多就好,忽略了数据的准确性。
我收集了很多不可靠的数据来源的数据,结果整个定标全乱套了。
所以一定要确保数据的真实性和可靠性。
还有就是不同卫星的轨道高度、角度这些都会影响光学遥感器接收月球辐射的情况。
比较准确的方式是根据卫星的具体情况,选择合适的时间段,就像挑个阳光正好的时候拍照一样,这个时候大气状态相对稳定。
我还在不断摸索和完善这个方法呢,但目前这样做已经有了一些成功的案例。
我这一路的尝试虽然曲折,但也积累了不少经验,希望对你们也能有所帮助。
通道式可见光近红外卫星遥感器辐射定标方法综述
通道式可见光近红外卫星遥感器辐射定标方法综述王敏;何明元;张水平;陈晓颖;邱敏【摘要】卫星遥感器的辐射定标是遥感定量化分析的关键环节.从不同角度对卫星遥感器辐射定标工作进行分类,介绍每类定标方法的工作基础、原理、实施方法和流程等内容,并对部分实施方法进行了比较和技术跟踪,最后对卫星遥感器的辐射定标技术进行了展望研究,可为从事卫星遥感器辐射定标工作提供参考.【期刊名称】《遥感信息》【年(卷),期】2014(029)001【总页数】7页(P114-120)【关键词】遥感器;辐射定标;辐亮度;反射率;大气辐射传输模型【作者】王敏;何明元;张水平;陈晓颖;邱敏【作者单位】解放军理工大学气象海洋学院,南京211101;解放军理工大学气象海洋学院,南京211101;解放军理工大学气象海洋学院,南京211101;解放军理工大学气象海洋学院,南京211101;解放军95696部队气象台,重庆401329【正文语种】中文【中图分类】TP751.21 引言遥感图像获取过程中,由于仪器自身误差以及自然环境(如大气、地形)等各种因素影响,导致搭载其上的遥感器获取的测量值与实际目标物的光谱反射率或辐射亮度等物理量之间会产生一定的偏差[1]。
因此,在使用遥感图像之前,必须进行辐射定标以减少偏差。
而这种偏差最终能降低到何种程度,则依赖于辐射定标的精度。
空间遥感的实现不仅取决于遥感器的设计和性能,也决定于其观测数据的定量化水平。
因此,遥感信息定量化的过程中,辐射定标是不可替代的关键技术之一[2-3]。
卫星有效载荷主要是光学和微波波段的遥感器。
对于不同波段的遥感器,其定标方法不尽相同。
从时间分类上有发射前定标、在轨定标之分;从定标手段上有实验室定标、发射前外场定标、在轨星上定标和各种替代定标(交叉定标、辐射校正场定标)等[4]。
本文详细介绍了不同方法下辐射定标技术的工作基础、基本原理、实施方法和工作流程等内容,比较了部分辐射定标实施方法,并对现有技术进行了简要评价和跟踪展望。
国产遥感卫星数据质量如何?高分一号、二号卫星VSLandsat?8卫星多光谱数据
国产遥感卫星数据质量如何?高分一号、二号卫星VSLandsat⁃8卫星多光谱数据本文改编自学术论文《GF⁃1、GF⁃2与Landsat⁃8卫星多光谱数据的交互对比》刊载于《武汉大学学报·信息科学版》2020年第45卷第1期吴晓萍1,2 徐涵秋1,2 蒋乔灵1, 21 福州大学环境与资源学院空间数据挖掘与信息共享教育部重点实验室2福州大学遥感信息工程研究所福建省水土流失遥感监测评价重点实验室一旦美国政府对Landsat系列卫星数据重新采用收费政策,国产卫星数据质量是否值得信任?作者基于两组敦煌定标场的GF-1 PMS2、GF-2 PMS1与Landsat-8 OLI(operational land imager)同步影像,对3种传感器之间表观反射率数据的一致性进行交互对比,得出如下结论:两种国产高分卫星(高分一号、高分二号)在蓝、绿、红波段的信号均强于Landsat-8,但在近红外波段大部分的反射率范围内,Landsat -8 的信号都比国产高分卫星强。
鉴于此,建议今后国产卫星在研发设计时能够对考虑近红外波段的光谱范围进行调整,以缩小与国际上定标精度较高的卫星之间的信号差距。
当不同传感器的数据差距较大时,转换方程可以有效缩小它们之间的差距。
但当差距较小时(如RMSE<0.01),则缩小的差距不明显,甚至会出现“矫枉过正”的现象,因此不需要进行校正。
引用吴晓萍,徐涵秋,蒋乔灵.GF-1、GF-2与Landsat-8卫星多光谱数据的交互对比[J].武汉大学学报·信息科学版,2020,45(01):150-158. doi:10.13203/j.whugis201900842018年4月,Nature刊出新闻,美国政府正在考虑对长期免费使用的Landsat系列卫星数据重新采用收费政策。
若美国政府一旦采用该政策,我国遥感领域的研究必将更多地依赖于国产卫星数据,因此提高国产卫星影像数据的精度就成为亟需解决的问题。
遥感影像辐射定标
遥感影像辐射定标摘要:一、引言二、遥感影像辐射定标的概念与意义三、遥感影像辐射定标的方法1.辐射定标的基本原理2.辐射定标的实现步骤3.辐射定标的关键技术四、遥感影像辐射定标的应用五、我国遥感影像辐射定标的发展现状与展望六、总结正文:一、引言遥感影像辐射定标是遥感技术中不可或缺的一个环节,它对遥感数据的准确性和可靠性起着决定性的作用。
本文将从遥感影像辐射定标的概念、方法、应用以及我国的发展现状等方面进行详细介绍。
二、遥感影像辐射定标的概念与意义遥感影像辐射定标是指将遥感传感器接收到的辐射能量转换为具有实际意义的光谱辐射强度或反射率的过程。
辐射定标的意义在于:使遥感数据具有统一、稳定的量纲和单位,便于不同传感器之间的数据对比和应用;消除传感器自身特性和大气影响等因素导致的辐射误差,提高数据精度。
三、遥感影像辐射定标的方法1.辐射定标的基本原理辐射定标的基本原理是根据传感器接收到的辐射能量与辐射源之间的关系,建立辐射强度与数字值之间的转换关系。
这一关系通常通过辐射传输模型和传感器响应函数的耦合来实现。
2.辐射定标的实现步骤(1)选择合适的辐射定标场地,进行实地测量。
(2)收集与定标场地同步的遥感影像,并对影像进行预处理。
(3)根据实地测量数据,构建辐射定标模型。
(4)利用辐射定标模型,对遥感影像进行辐射定标处理。
(5)检验辐射定标结果,评估定标精度。
3.辐射定标的关键技术(1)辐射定标场的选择与设计。
(2)辐射测量设备的选取与校准。
(3)辐射传输模型的建立与验证。
(4)传感器响应函数的获取与修正。
四、遥感影像辐射定标的应用遥感影像辐射定标在环境监测、资源调查、气候变化研究等领域具有广泛的应用。
通过辐射定标,可以获得准确的地表反射率、地表温度等遥感数据,为后续的数据分析与应用提供可靠的基础。
五、我国遥感影像辐射定标的发展现状与展望近年来,我国遥感影像辐射定标技术取得了显著的成果,不仅在理论研究方面有所突破,还成功应用于多个遥感项目中。
2014年国产遥感卫星外场绝对辐射定标系数1、高分一号(GF-1)卫星
2014年国产遥感卫星外场绝对辐射定标系数1、 高分一号(GF-1)卫星绝对辐射定标系数表1 GF-1卫星各载荷的绝对辐射定标系数注:利用绝对定标系数将GF-1卫星CCD 图像DN 值转换为辐亮度图像的公式为:()e e L Gain DN λ=⋅式中:式中()e e L λ为转换后辐亮度,单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅,DN 为卫星载荷观测值;Gain 为定标斜率,单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅。
2、 环境减灾-AB (HJ-1A/B )卫星绝对辐射定标系数表2 HJ-1A/B 星CCD 相机(增益2)的定标系数注:利用绝对定标系数将HJ-1A/B 卫星CCD 图像DN 值转换为辐亮度图像的公式为:()e e L Gain DN Offset λ=⋅+式中:式中()e e L λ为转换后辐亮度,单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅,DN 为卫星载荷观测值;Gain 为定标斜率,单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅,Offset 为绝对定标系数偏移量,单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅。
3、 资源三号(ZY-3)卫星绝对辐射定标系数表3 ZY-3卫星在轨绝对辐射定标系数注:利用绝对定标系数将ZY-3卫星CCD 图像DN 值转换为辐亮度图像的公式为:()e e L Gain DN λ=⋅式中:式中()e e L λ为转换后辐亮度,单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅,DN 为卫星载荷观测值;Gain 为定标斜率,单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅。
4、 资源一号02C (ZY-1 02C )卫星绝对辐射定标系数表4 ZY-1 02C 星CCD 相机的定标系数注:利用绝对定标系数将ZY-1 02C 卫星CCD 图像DN 值转换为辐亮度图像的公式为:()e e L Gain DN λ=⋅式中:式中()e e L λ为转换后辐亮度,单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅,DN 为卫星载荷观测值;Gain 为定标斜率,单位为211W m sr m μ---⋅⋅⋅。
光学遥感卫星在轨星上绝对辐射定标的研究进展
光学遥感卫星在轨星上绝对辐射定标的研究进展
满益云;陈世平
【期刊名称】《中国空间科学技术》
【年(卷),期】2022(42)6
【摘要】高精度绝对辐射定标是实现光学遥感定量化应用的重要前提。
首先简要
介绍了绝对辐射定标,接下来系统性地梳理国内外发展现状及发展趋势,重点分析了
太阳反射谱段光学遥感卫星在轨星上绝对辐射定标的各种方法,包括遥感器上定标
设备、恒星和月球定标、高精度参考交叉定标卫星和同步绝对辐射定标仪等,其中
前两类已经在轨实现精度优于2%~5%,后两类计划当中精度优于1%。
最后总结发展规律和发展启示,给出高精度光学遥感卫星在轨星上绝对辐射定标发展的几点讨论。
【总页数】11页(P12-22)
【作者】满益云;陈世平
【作者单位】钱学森空间技术实验室;中国空间技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】V412
【相关文献】
1.一种卫星遥感仪器热红外通道在轨绝对辐射定标新方法
2.风云三号B星(FY-3B)上地球辐射探测仪的绝对辐射定标及其与Aqua卫星上云和地球辐射能量系统(CERES)数据之间的对比
3.星载光学遥感器可见近红外通道辐射定标研究进展
4.
高分辨率光学遥感卫星小目标法在轨辐射定标5.基于反射点源阵列的光学遥感卫星在轨辐射定标方法
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辐射定标(像元亮度值,辐射亮度亮温)、表观反射率、地表反射率、反照率、比辐射率
环境一号卫星光学数据绝对定标环境一号卫星光学数据的遥感器校正分为绝对定标和相对辐射定标。
对目标作定量的描述,得到目标的辐射绝对值。
要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,即定标系数,在卫星发射前后都要进行。
卫星发射前的绝对定标是在地面实验室或实验场,用传感器观测辐射亮度值已知的标准辐射源以获得定标数据。
卫星发射后,定标数据主要采用敦煌外场测量数据,此值一般在图像头文件信息中可以读取。
以下两表为敦煌场地测定的绝对定标数据。
表HJ 1A/B星绝对辐射定标系数(DN/W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1)利用绝对定标系数将DN值图像转换为辐亮度图像的公式为:L=DN/coe式中coe为绝对定标系数,转换后辐亮度单位为W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1。
由于以上定标系数为敦煌场采用单点法对中等反射率目标(戈壁)测定的结果,因此对于太阳反射光谱波段,建议针对中等反射率地物采用上面提供的绝对辐射定标系数。
对于HJ1B的红外相机,近红外波段绝对定标系数为4.2857,短波红外波段绝对定标系数为18.5579。
定标公式同前。
HJ-1B红外相机热红外通道绝对辐射定标系数为:增益53.473,单位:DN/(W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1);截距26.965,单位:DN。
利用绝对定标系数将DN值图像转换为辐亮度图像的公式为L=(DN-b)/coe,式中coe为绝对定标系数的增益,b为截距,转换后辐亮度单位为W⋅m-2⋅sr-1⋅μm-1。
HJ1B红外相机中红外波段则条带较为严重,不利于定量化应用。
遥感数字图像遥感数字图像是以数字形式记录的二维遥感信息,即其内容是通过遥感手段获得的,通常是地物不同波段的电磁波谱信息。
其中的像素值称为亮度值(或称为灰度值、DN值)。
遥感概念DN值(Digital Number )是遥感影像像元亮度值,记录的地物的灰度值。
无单位,是一个整数值,值大小与传感器的辐射分辨率、地物发射率、大气透过率和散射率等有关。
环境卫星HJ1A超光谱成像仪在轨辐射定标及光谱响应函数敏感性分析
谱成像仪 缺乏各通道光谱响应 函数这 一问题 , 传统 的反射率 基法 予 以改进 ,提 出一 种不使 用光 谱响应 函 对 数 的场地定标 方法 。 利用敦煌 场地 2 0 年 8 09 月定标 实验数据 ,实现 超光谱成像 仪在 轨辐射定 标 。通过构 建 不 同形状 的光谱 响应函数 , 分析 光谱 响应 函数形状对最终辐射定 标结果产生的误差 。结果表 明,利用新提 出 的场地定标方 法可以实现超光谱成像仪绝对辐 射定标 ,除水汽 和氧气 吸收通 道外 ,光 谱响应 函数对 定标结
环境卫星 H 1 J A超 光 谱成 像 仪 在 轨 辐射 定 标及 光谱 响应 函数敏 感 性 分 析
高海亮 。 顾行发 ¨ , ~, 余 涛 。 李小英 。 巩 慧L ~, , , 李家 国 ~, 朱光辉
1 .中国科学 院遥感应用研究所遥感科学 国家重点实验室 ,北京 2 .中国科学 院研究生 院,北京
轨辐射定标[ 。结果表 明 , 地定 标方 法可 以得到 卫星 在 9 场 轨运行期间 的各传感器绝 对辐射定标系数 ,在一定 程度上 满
足 定 量 化 遥 感 的需 求 。
同其他卫星 的多光谱传感 器相 比, 光谱成像 仪的一个 超 特 点是 光谱分辨率非 常高 , 且在成像过程 中需要进行 傅 里叶 变换 , 导致在卫 星发射 前无法测量得到超光 谱成像仪 各通道
中图 分 类 号 : 7 24 TP 2 .
际相关 专家的认可 , 该方 法 已经成为卫 星在 轨期 间必 然采用
引 言
环 境 卫 星 HJ A 是 我 国 环 境 减 灾 系 列 卫 星 的 第 一 颗 星 , 1
的定 标 方 法 之 一 ,成 功 对 L n stTM/ TM +,MO S a da E DI , AS E T R,MIR,S OT和 S a F S P eWiS等多 颗卫星 实现 在轨 辐 射定标 ] 。国内从 上个 世 纪末 开始 ,建 立 了敦 煌 和青海 湖 两个 国家级 辐射 校正场 , 分别对 可见近红外卫 星及热红外 卫 星开 展 在 轨 定 标 实 验 ,经 过 1 0多 年 的 发 展 ,对 我 国 的
TM传感器辐射定标参数精度分析
TM传感器辐射定标参数精度分析侯东;宋国宝;董燕生;顾建宇【摘要】以2007年4月26日北京地区TM图像为例,对美国地质调查局(USGS)和中国遥感卫星地面站(RSGS)提供的传感器辐射定标参数进行精度评价.首先,根据不同来源的辐射定标参数,采用对应的定标系数计算公式得到相应的定标系数,采用不同的定标系数分别对DN值进行反演,得到不同辐射定标参数下的表观辐亮度数据; 然后,将两种表观辐亮度反演结果输入FLAASH大气校正模型,反演图像获取时的气象视距和地表反射率; 最后,通过同步气溶胶观测数据和高分辨率遥感影像对所反演的气象视距和地表反射率分类精度进行评价,得到传感器定标参数精度评价结果.研究表明: USGS提供的辐射定标参数能更为精确地反映TM传感器的辐射特征.【期刊名称】《国土资源遥感》【年(卷),期】2010(000)004【总页数】5页(P14-18)【关键词】辐射定标;大气校正;FLAASH;气象视距;最大似然分类【作者】侯东;宋国宝;董燕生;顾建宇【作者单位】北京师范大学资源学院,北京,100875;大连理工大学环境与生命学院,工业生态与环境工程教育部重点实验室,大连,116024;北京师范大学资源学院,北京,100875;北京师范大学资源学院,北京,100875【正文语种】中文【中图分类】TP75由传感器收集到的光辐射数据精确地反演或推算地球物理参量,并建立相应的测算与识别数值模型是定量遥感的目标[1]。
然而,传感器在获取地表信息的过程中由于受到大气分子、气溶胶和云粒子等大气成分吸收与散射的影响,使其获取的遥感信息中带有一定的非目标地物的大气信息[2]。
辐射定标是利用遥感图像进行大气信息和地表反射率反演的基础流程,传感器辐射定标参数对辐射定标结果精度有重要影响。
Landsat5所携带的传感器(TM)在不同时期的物理特性变化较大,各地面接收站采用的接收系统存在差异,导致多套反映TM传感器响应能力的辐射参数同时存在[3]。
CBERS-04卫星宽视场成像仪在轨场地辐射定标
CBERS-04卫星宽视场成像仪在轨场地辐射定标刘李;傅俏燕;潘志强;徐建艳;李晓进;韩启金;张学文;刘涛【摘要】CBERS-04卫星宽视场成像仪(WFI)自发射以来,广泛应用于国土、水利、林业资源调查等方面.考虑到卫星遥感器受发射时的振动、在轨空间环境变化以及元器件电路系统老化等因素的影响,各种辐射特性的变化,遥感器的性能和灵敏度不断下降,从而导致整个遥感器辐射性能与原来的标定结果之间存在一定的偏差.2015年8月,通过在敦煌辐射校正场开展辐射定标同步观测试验获取了星地同步观测数据,根据反射率基法计算得到CBERS-04卫星WFI相机的场地定标系数.试验共获取了5次有效数据,根据2015年8月7日,10日,13日的定标试验数据拟合得到WFI的定标系数.同时,根据16日和19日两天的试验数据拟合得到一组新的定标系数作为准真值开展定标系数的验证.结果表明,WFI敦煌辐射定标结果的偏差小于4%.另外,在考虑WFI传感器光谱特性、辐射和空间分辨率、成像条件等差异的基础上,以具有较高辐射定标精度的Landsat-8OLI作为参考传感器进行定标方法的相对验证,结果显示WFI与OLI的相对定标结果的不确定度在6%左右.【期刊名称】《航天返回与遥感》【年(卷),期】2016(037)001【总页数】8页(P89-96)【关键词】场地定标;验证;宽视场成像仪;中巴地球资源卫星;卫星应用【作者】刘李;傅俏燕;潘志强;徐建艳;李晓进;韩启金;张学文;刘涛【作者单位】中国资源卫星应用中心,北京100094;中国资源卫星应用中心,北京100094;中国资源卫星应用中心,北京100094;中国资源卫星应用中心,北京100094;中国资源卫星应用中心,北京100094;中国资源卫星应用中心,北京100094;中国资源卫星应用中心,北京100094;中国航天标准化研究所,北京100071【正文语种】中文【中图分类】TP732近年来,随着空间科学技术的发展和遥感应用水平的提高,遥感数据的科学应用已不再局限于定性的分析,而是深入到定量的遥感信息分析及应用中。
中国遥感卫星辐射校正场敦煌戈壁场区光环境变化研究
中国遥感卫星辐射校正场敦煌戈壁场区光环境变化研究李元 张勇 胡丽琴 陆其峰 卢乃锰Investigation of optical environment changes in the Dunhuang gobi site of the Chinese radiometric calibration sitesLI Yuan, ZHANG Yong, HU Li-qin, LU Qi-feng, LU Nai-meng引用本文:李元,张勇,胡丽琴,陆其峰,卢乃锰. 中国遥感卫星辐射校正场敦煌戈壁场区光环境变化研究[J]. 中国光学, 2021, 14(5): 1231-1242. doi: 10.37188/CO.2020-0129LI Yuan, ZHANG Yong, HU Li-qin, LU Qi-feng, LU Nai-meng. Investigation of optical environment changes in the Dunhuang gobi site of the Chinese radiometric calibration sites[J]. Chinese Optics, 2021, 14(5): 1231-1242. doi: 10.37188/CO.2020-0129在线阅读 View online: https:///10.37188/CO.2020-0129您可能感兴趣的其他文章Articles you may be interested in光学三维扫描仪光强传递函数的测量和校正Measurement and calibration of the intensity transform function of the optical 3D profilometry system中国光学. 2018, 11(1): 123 https:///10.3788/CO.20181101.0123新型有机晶体及超宽带太赫兹辐射源研究进展Advances in organic nonlinear crystals and ultra-wideband terahertz radiation sources中国光学. 2019, 12(3): 535 https:///10.3788/CO.20191203.0535双压电片镜在同步辐射光源光学系统中的应用Application of bimorph mirror in the optical system of synchrotron radiation light source中国光学. 2017, 10(6): 699 https:///10.3788/CO.20171006.0699太阳辐射计的衍射效应修正Diffraction effect correction of solar radiometer中国光学. 2018, 11(5): 851 https:///10.3788/CO.20181105.0851大型复杂曲面三维形貌测量及应用研究进展Application and development of three-dimensional profile measurement for large and complex surface中国光学. 2019, 12(2): 214 https:///10.3788/CO.20191202.0214太赫兹波三维成像技术研究进展Advances in terahertz three-dimensional imaging techniques中国光学. 2019, 12(1): 1 https:///10.3788/CO.20191201.0001文章编号 2095-1531(2021)05-1231-12中国遥感卫星辐射校正场敦煌戈壁场区光环境变化研究李 元,张 勇*,胡丽琴,陆其峰,卢乃锰(中国气象局 国家卫星气象中心 中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室,北京 100081)摘要:为有效评估集热塔散射辐射对敦煌场区光环境的影响程度,本文采用Monte Carlo 三维辐射传输模型模拟与CE318多通道光度计等高线实测分析相结合的定量分析方法,以解决散射辐射交融于背景辐射中难以定量评估的问题。
环境卫星CCD传感器场地辐射定标与交叉定标的比较
, h n4 0 7 , hn ) Wua 3 0 9 C ia
( colfR mo es ga dI omai n ierg, u a Sho o e t Sni n fr tnE gnei W h a e n n o n
关 键词 : 环境卫星; 辐射定标; 交叉定标;s 6 模型
中图分 类号 : P 3 T 72
文 献标 识码 : A
文章编 号 :04 19 (0 1 1 — 45 0 10 — 6 9 2 1 )0 13 — 5 均 差异 在 1% 以 内 , 0 具有 良好 的一 致 性 。 同时环 境 卫 星 C D传感 器 自发射 以来 , 波段 有 不 同程度 的 C 各 退 化 , 中蓝 光通 道 的退化 最为 严重 。 其
环境卫星 C D传感器场地辐射定标 与交叉定标 的比较 术 C
余 晓 磊 , 兆 聪 巫
( 武汉 大学 遥感信 息工程学院 , 武汉 40 7 ) 3 0 9
摘 要 : 利用 20 年 8 09 月敦煌定标场实测光谱数据和大气参数数据 , 采取反射率定标法, 获得环境卫星 C D传感器的定标 C
1u c airt n h h n e b u . % ~ . % i iee tb n so aelesC D sn os a n hc l ai a c a g da o t 4 b o s 3 67 n df rn a d f f HJstlt' C e sr. i
Ke o d : J H a ig st le rd m tccl rt n cos a ba o ;Smoe yw r sH ( u nJ )a lt ; i er a ba o ;rs cl rt n 6 dl n ei a o i i i i i E AC 7 3 E C:1 0 d i1 . 9 9 j i n 10 — 6 9 2 1 . 0 0 3 o :0 3 6 / .s .0 4 1 9 . 0 1 1 .1 s
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W ANG Mi n,Z HOU S h u—d a o ,HE Mi n g—y u a n,C HE N Xi a o—y i n g
( I n s t i t u t e o f Me t e o r o l o g y a n d Oc e a n o g r a p h y ,P L A Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , Na n j i n g 2 1 1 1 0 1 , C h i n a )
王 敏 ,周 树 道 ,何 明元 ,陈 晓 颖
( 解放军理工大学 气 象海洋 学院 , 江苏 南京 2 1 1 1 0 1 )
摘
要: 地 面辐射场地定标对 于提 高辐射 定标精 度具有重要 意义 , 尤其针 对没有 星上 定标设备 的卫 星遥感 器, 而
决定场地定标精度的重要 因素之一 即为场地的光 学、 地表 、 气象条件等特 性。介绍 了定标场 地选择 标准及 评价 因素、 国 内外主要定标场地特性及其 比较 , 并分析 总结 了这 些场地的利 弊 , 探讨 了今 后外 场辐射 定标 场地建设 、
戈壁 、 草原 、 湖泊 、 海洋、 雪地等; 地表 均 匀 、 光 谱 特 性 随时 间变 化较小 , 且 季节 性 变 化 较 小 ; 空 间均 一性 好 、 面 积 大 且平 坦 ; 大气 干洁、 稳定 , 能 见度 好 , 气 溶 胶 含 量 低 且 稳
0 引 言
场 地辐射 定标法 能 够实 现 对全 孔 径 、 全视场、 全 动 态
度, 为 减小 在轨 定标 过 程各 环节 的不确 定性 , 需考 虑 到场
地地 表特 征和大 气特 征 等 多个 方 面。场 目标反 射 率 高于
0 . 2 , 且反射率光谱曲线平滑; 地表接近朗伯表面, 如沙漠 、
辐射定标精度 的提 高及做 法。
关键词 : 遥感器 ; 辐射定标 ; 场地定标 ; 反 射 率 中 图分 类 号 : P 2 3 7 文献标识码 : A 文章 编 号 : 1 6 7 2— 5 8 6 7 ( 2 0 1 5 ) 0 7— 0 0 2 4— 0 4
Ch a r a c t e r i z a t i o n a n d Ca l i br a t i o n M e t h o d o f S a t e l l i t e S e n s o r Ra d i o me t r i c Ca l i br a t i o n S i t e
b a s i c s e l e c t i o n c i r t e r i a a n d e v a l u a t i o n f a c t o r s o f s i t e , c h a r a c t e i r s t i c s a n d c o m p a r i s o n s w i t h i n d o m e s t i c a n d f o r e i g n m a j o r s i t e a r e a l l d e ・
e q u i p me n t .T h e c a l i b r a t i o n a c c u r a c y i s d e c i d e d t o t h e o p t i c a l ,s u r f a c e,w e a t h e r c o n d i t i o n s a n d o t h e r c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e s i t e .T h e
第3 8卷 第 7期
2 0 1 5年 7 月
测 绘 与 空 间地 理 信 息
G Eo MA T I C s& S P AT I A L I NF oR MA T I o N T EC 38, No . 7
J u 1 . ,2 0 1 5
国 内外 卫 星 遥 感 器 辐 射 定 标 场 地 特 性 比较 分 析
Ab s t r a c t :Gr o u n d r a d i a t i o n c a l i b r a t i o n s i t e i s u s e f u l o f t h e r a d i o me t r i c c li a b r a t i o n a c c u r a c y,e s p e c i a l l y f o r h a v e n’ t o n b o a r d c li a b r a t i o n