地表反射率计算
反射率、地表反照率、比辐射率等大全
反射率、地表反照率、⽐辐射率等⼤全⼀、反射率1.反射率⼜称光谱反射率，是波长的函数，⼜称为光谱反射率ρ(λ)，定义为反射能与⼊射能之⽐：2.⽅向反射率实际物体反射具有⽅向性，对⼊射和反射⽅向严格定义的反射率，为⽅向反射率。
辐射⽅向的定义有微⼩⽴体⾓、任意⽴体⾓、半球全⽅向等。
当⼊射与反射⽅向定义为微⼩⽴体⾓时，成为⼆向性反射。
3.⼆向性反射率分布函数BRDF(Bidirectional Reflectance Distribution Function)是描述表⾯反射特性空间分布的基本参数。
⼆向性反射率因⼦(BRF)，⼜称双向反射⽐因⼦，是在⼀定的辐照和观测条件下，⽬标地物的反射辐射通量与同条件下标准参考⾯（理想朗伯反射⾯）的反射辐射通量之⽐。
4.反照率(albedo)⼜称半球反射率，定义为⽬标物的反射出射度与⼊射度之⽐，即单位时间、单位⾯积上各个⽅向出射的总辐射能量M与⼊射的总辐射能量E之⽐，表⽰为：α=M/E。
地表反照率，即⾃然地物的半球反射率。
可以通过遥感成像提供的辐射亮度值L或反射率ρ，⼆向性反射率分布函数BRDF来获得。
5.⽅向-⽅向反射率⼊射能量照明⽅式为平⾏直射光，没有或可以忽略散射光；某个特定⽅向的反射能量与⼊射能量之⽐。
地物双向反射特性主要就是研究⽅向－⽅向反射率波谱。
其定义如下：6半球-⽅向反射率⼊射能量在2p半球空间内均匀分布，与⼊射能量之⽐。
定义如下：7⽅向-半球反射率(DHR)⼊射能量照明⽅式为平⾏直射光，没有或可以忽略散射光； 2p半球空间的平均反射能量与⼊射能量之⽐。
定义如下：式中为2p半球空间内表⾯反射的平均辐亮度值。
8半球-半球反射率就是反照率。
⼊射能量在2p半球空间内均匀分布， 2p半球空间的平均反射能量与⼊射能量之⽐。
若将不严格要求⼊射能量在2p半球空间内均匀分布，半球－半球反射率就是地物反照率。
定义如下：⼆、⽐辐射率⽐辐射率即物体的出射度与同温度的⿊体出射度之⽐：据基尔霍夫定律，对于不透明体有：⽅向⽐辐射率，与⽅向-半球反射率的关系：三、透射率透射率τ定义为透射能与⼊射能之⽐：⼤⽓透射率：m为⼤⽓质量，t为⼤⽓垂直光学厚度；k为衰减/消光系数，x为⼤⽓路径，kx为⼤⽓光学厚度。
实习7、地表反射率、温度的反演以及植被指数的计算
基本原理一)地表反射率是指地表物体向各个方向上反射的太阳总辐射通量与到达该物体表面上的总辐射通量之比。
反照率可以通过遥感成像提供的辐射亮度值L 或反照率p ，二向性反射率分布函数BRDF 来获得：地物反射率的光谱特征差异是从遥感影像中识别地表不同类型地物的基本依据，也是地表其他各种物理、生物物理参数反演的依据地表。
地表反射率的计算步骤：1、辐射定标：根据遥感影像DN 值计算到达传感器的各波段辐射亮度也就是将传感器记录的辐射量化值（Digital Number ，DN ）转换成绝对辐射亮度值、表观反射率，或者表观温度的过程。
绝对定标：通过各种标准辐射源，建立辐射亮度值与辐射量化值（DN ）之间的定量关系式中，辐射亮度值L 的常用单位为W/(m2.μm.sr)，或者μW/(cm2.nm.sr) 。
1W/(m2.μm.sr)=0.1 μW/(cm2.nm.sr)2、各波段表观反射率计算3、大气辐射校正（ENVI FLAASH/QUAC ）绝对大气辐射校正：消除大气辐射衰减效应，将遥感影像的DN 值转换为地表反射率、辐亮度、地表温度等的方法，此过程包含了辐射定标。
相对大气辐射校正：将遥感影像的DN 值转换为类似的整型数，同时消除大气辐射衰减效应。
FLAASH 是用数学建模辐射的物理行为，纠正波长在可见光至近红外和短波红外区域，最多3微米。
（对于热地区，使用基本工具>预处理>校准工具>热大气压校正菜单选项。
）不同于预先计算模拟结果的数据库内插辐射传输特性许多其他大气校正程序， FLAASH 采用了MODTRAN4辐射传输代码。
MODTRAN4并入ENVI FLAASH 的版本被修改，以校正在HITRAN -96水行参数的误差。
可以选择任何一种标准MODTRAN 大气模型和气溶胶类型，FLAASH 还包括以下功能：校正邻近效应（像素混合是由于表面反射辐射的散射） 计算场景的平均能见度（气溶胶/雾量）。
地面对太阳辐射的反射率
地面对太阳辐射的反射率地面对太阳辐射的反射率是指地面反射太阳辐射的能力，也称为反照率。
它是一个介于0和1之间的数字，表示地面反射出来的能量占总能量的比例。
反照率越高，地面反射出来的能量就越多，吸收的能量就越少。
一、影响地面反照率的因素1. 地表类型：不同类型的地表对太阳辐射的反射率有所不同。
例如，雪覆盖下的土壤和草原比裸露土壤和岩石更具有高反照率。
2. 地表颜色：浅色地表比深色地表具有更高的反照率。
例如，白色沙漠比黑色沙漠具有更高的反照率。
3. 地表湿度：湿润的土壤和植被比干旱土壤和植被更具有高反照率。
4. 地表覆盖物：建筑物、道路、车辆等人类活动对地表覆盖造成了很大影响，使得城市区域相对于自然环境具有更低的反照率。
二、常见材料与其反照率1. 雪：80%-95%2. 沙漠沙子：40%-50%3. 草地：25%-30%4. 森林：10%-15%5. 水面：5%-10%6. 建筑物和道路：5%-20%三、反照率的应用1. 气候模型：反照率是气候模型中的重要参数之一。
通过测量不同地表类型和颜色的反照率，可以更准确地预测气候变化。
2. 太阳能利用：太阳能电池板需要吸收太阳辐射来产生电能。
高反照率意味着更多的太阳辐射被反射回大气层，因此降低了太阳能电池板的效率。
3. 城市规划：在城市规划中，考虑到城市区域具有较低的反照率，可以通过增加植被、使用浅色材料等方式来提高城市区域的反照率，从而减少城市“岛屿效应”。
四、结论地面对太阳辐射的反射率是一个重要的物理参数，在气候模型、太阳能利用和城市规划等方面都有着广泛应用。
了解影响地面反照率的因素和不同材料的反照率，可以更好地理解这一物理现象的本质。
同时，通过采取相应措施来提高地表反照率，有助于减少气候变化和城市“岛屿效应”的影响。
反射率指数
反射率指数摘要：一、反射率指数的概念与意义二、反射率指数的计算方法三、反射率指数在各个领域的应用四、提高反射率指数的策略与方法五、总结与展望正文：一、反射率指数的概念与意义反射率指数是衡量物体表面反射光能力强弱的一个物理参数。
它反映了光线在物体表面的反射程度，用以描述物体表面的光学特性。
反射率指数越高，表明物体表面反射光的能力越强，反之则越弱。
在现实生活中，反射率指数对于我们了解和分析物体表面的光照效果、色彩表现等方面具有重要的意义。
二、反射率指数的计算方法反射率指数的计算公式为：反射率= （反射光通量/ 入射光通量）× 100%。
其中，反射光通量指的是光线在物体表面反射后的总光通量，入射光通量是指照射在物体表面的光线总光通量。
通过测量入射光和反射光的光通量，可以计算出物体表面的反射率。
三、反射率指数在各个领域的应用1.摄影与影视制作：反射率指数在摄影和影视制作中起着重要作用，了解物体表面的反射率有助于摄影师和导演更好地把握画面效果，实现所需的光照效果和色彩搭配。
2.工业生产：反射率指数在工业生产中用于检测和控制产品质量。
通过测量产品表面的反射率，可以判断表面光洁度、涂层厚度等指标，从而保证产品质量和生产过程的稳定性。
3.建筑与室内设计：反射率指数在建筑和室内设计中有助于设计师了解和选择合适的材料，以实现所需的光照效果和空间氛围。
4.研究领域：反射率指数在光学、材料科学等领域具有重要的研究价值。
研究物体表面的反射率特性，有助于开发新型光学材料、提高光学器件的性能等。
四、提高反射率指数的策略与方法1.选择高反射率的材料：选用高反射率的材料制作物体表面，可以提高反射率指数。
例如，金属表面、瓷器表面等具有较高的反射率。
2.优化表面处理工艺：通过改善物体表面的加工工艺，提高表面光洁度，从而提高反射率指数。
3.合理布置光源：合理选择光源、调整光源角度和距离，有助于提高物体表面的反射率指数。
4.选择合适的颜色：在特定光照条件下，不同颜色的物体表面反射率存在差异。
modis地表反射率
modis地表反射率MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）是美国国家航空航天局（NASA）和美国地质调查局（USGS）联合开发的轨道卫星遥感仪器，用于对地球表面进行多波段、高分辨率观测。
其中，MODIS地表反射率是反映地表表面特征的重要指标之一，它能够为我们提供地表材质、植被覆盖等信息，是地球环境研究和应用的重要数据之一。
第一步：MODIS地表反射率的获取MODIS地表反射率是通过轨道卫星遥感仪器观测地表反射而得到的数据。
MODIS遥感仪器包含36个波段，其中有14个波段是红外波段，因为红外波段对于云层和水汽的穿透能力很强，可以提取出下面地表的信息。
通过遥感仪器获取到的原始数据需要经过数据处理，才能生成地表反射率数据，进行后续分析应用。
第二步：MODIS地表反射率的应用MODIS地表反射率可以提供的信息非常丰富，可以用于许多领域的研究和应用。
首先是环境监测领域，通过反射率数据可以了解地表植被覆盖情况、水体、冰雪覆盖情况等。
其次是气候变化研究，地表反射率能够反映出不同地区的能量平衡，研究全球气候变化对于人类非常重要。
最后是自然资源管理方面，地表反射率可以为野外勘察、森林和草原资源调查、灾害预测等提供重要参考信息，还能用来测定土地/水系统或耕作效率等。
第三步：MODIS地表反射率存在的问题虽然MODIS地表反射率数据具有广泛的应用价值，但是也存在一些问题。
首先是分辨率问题，MODIS仪器的分辨率为250米至1公里，无法对小尺度地貌变化进行仔细的观测和分析。
其次是时间序列问题，MODIS的重复周期为1至2天，无法捕捉到短时期内的地表变化。
最后是数据准确度的问题，地表反射率数据的准确度受到多种因素的影响，如云层、土地覆盖和大气干扰等。
因此，在使用MODIS地表反射率数据时需要进行准确度验证和纠正处理，以确保数据的可靠性和准确性。
总之，MODIS地表反射率数据是极具价值的遥感数据之一，能够为我们提供关于地球上自然环境及人类活动的关键信息，可应用于环境监测、气候变化研究和自然资源管理等众多领域。
计算反射率——精选推荐
像元的亮度值代表地面的光谱反射率的相对大小。
注意利用头文件资源，利用头文件中记录的辐射校正参数，用户可方便地计算出地物在大气顶部的辐射亮度或反射率。
计算式如下：L = gain * DN + biasr = πL ds2 / (E0 cosq)其中：L是地物在大气顶部的辐射亮度，DN是象元值，gain和bias可从头文件中得到，r 是地物反射率，ds是日地天文单位距离，E0太阳辐照度，q是太阳天顶角。
另：对热红外波段(6L和6H)，可用下列公式计算地物的传感器温度(K。
)：T=K2/(ln((K1+K6)/K6))其中：L6是由上式给出的地物在大气顶部的辐射亮度，K1和K2是计算常数，分别为K1 = 666.093 W/m2 . ster .μm，K2 = 1282.7108 K。
卫星遥感中可见光波段常出现以下几个概念1、反射率：是指任何物体表面反射阳光的能力。
这种反射能力通常用百分数来表示。
比如说某物体的反射率是45%，这意思是说，此物体表面所接受到的太阳辐射中，有45%被反射了出去.英文表示：Reflectance2、地表反射率：地面反射辐射量与入射辐射量之比，表征地面对太阳辐射的吸收和反射能力。
反射率越大，地面吸收太阳辐射越少；反射率越小，地面吸收太阳辐射越多，表示：surface albedo3、表观反射率：表观反射率就是指大气层顶的反射率,辐射定标的结果之一，大气层顶表观反射率，简称表观反射率，又称视反射率。
英文表示为：apparent reflectance4、行星反射率：从文献“一种实用大气校正方法及其在ＴＭ影像中的应用”中看到“卫星所观测的行星反射率（未经大气校正的反射率）”；在“基于地面耦合的TM影像的大气校正-以珠江口为例”一文有“该文应用1998年的LANDSAT5 TM影像,对原始数据进行定标、辐射校正,求得地物的行星反射率”。
因此行星反射率就是表观反射率。
英文表示：planetary albedo5、反照率：反照率是指地表在太阳辐射的影响下，反射辐射通量与入射辐射通量的比值。
地表反射率反演
MODIS 反照率反演算法1 基本概念1地表反射率(albedo)指地表向各个方向反射的全部光通量与总入射光通量的比。
2 辐射亮度指面辐射源上某点在一定方向上的辐射强弱的物理量3 BRDF （二向反射率）理想光滑表面的反射是镜面反射，理想粗糙表面的反射是漫反射（朗伯反射），而自然地表往往既不满足镜面反射也不满足漫反射的条件。
二向反射的概念是指物体表面反射光线的能力与入射和反射光线的方向有关，二向性反射分布函数（Bidirectional Reflectance Distribution Function, BRDF ）定义如下：它是光线入射方向、反射方向和波长的函数，是基于微分面元和微分立体角定义的。
2 反照率反演算法流程2.1核驱动模型和反演核驱动的线性BDRF 模型，是用核的线性组合来拟合地表的二向反射特征。
简单地说，可以用下面的公式表示：),,,(∧φϑθR =),,()(kφϑθk k k f ∧∑其中 , R 为二向反射; K k 为各类核 , f K 为相应各个核所占的比例(权重),θ为太阳入射天顶角,ϑ为观测天顶角,φ为相对方位角;Λ为波段宽。
拟合观测数据()∧ρ，通过最小二乘法，反演拟合观测数据的最优的k f ，也就是说，已知l l φϑθ,,l 角度的反射观测()∧ρ，最小化得到，各个核的权重k f其中，d 为自由度，也就是观测样本数减去核系数k f 的个数；()∧l w 为第l个观(,;,;)(,;,;)(,;,;)r i i r r r i i r r i i i r r dL f dE θφθφλθφθφλθφθφλ=测的权重。
通过上式繁衍出核系数之后，可以通过核的外推求出任意太阳入射角、观测角以及相对方位角的二向反射。
2.2 依据BRDF 模型计算反照率如前所述 ,根据反照率的定义 ,方向——半球(黑半球)反照率和双半球(白半球)反照率等于 BRDF 核驱动模型中核的方向——半球空间积分和双半球空间积分的线性组合。
地表反射率计算
还要求带有FWHM值
对QuickBird而言，需要做的准备工作是：辐射定 标；设置中心波长（0.485,0.560,0.660)；格式 转为BIL。
ENVI可以对以下数据进行FLAASH大气校正: 多光谱： QuickBird、Ikonos、 Landsat、
SPOT、 AVHRR、 ASTER、 MODIS、 MERIS、 AATSR、 IRS
高光谱：HYPERION、HYMAP、AVIRIS、 HYDICE、CASI
第5页/共12页ຫໍສະໝຸດ 入文件准备第1页/共12页
DN值（Digital Number ）是遥感影像像元亮度值， 记录的地物的灰度值。
辐亮度：单位投影面积上单位立体角内的辐射通量。
反射率：反射辐射量与入射辐射量之比，表征地面 对太阳辐射的吸收和反射能力。反射率越大，地面 吸收太阳辐射越少；反射率越小，地面吸收太阳辐 射越多
第2页/共12页
第11页/共12页
第12页/共12页
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文件输入输出设置
影像中心坐标
大气模型, 水气去除
传感器
气溶胶模型,气
溶胶去除方法
影像获取时间
光谱打磨
多(高第)光8页谱/共设12置页 高级设置
大气模型(六种) ◦ 根据影像纬度和季节确定
消除水气影响 ◦ 具有15nm以上波谱分辨率，且至少覆盖以下波谱 范围之一：1050－1210nm(优先考虑)，770－ 870nm，870－1020nm。
辐射定标：辐射定标是指建立遥感传感器的数字量 化输出值DN与其所对应视场中辐射亮度值之间的 定量关系。
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算计射率石市地表反黄
一、数据预处理
1、打开：用 ENVI5.1 将黄石市 2000 年遥感影像数据的 3,、4、5 波段打开
（1）用鼠标左键双击 ENVI5.1 图标，打开 ENVI5.1 程序；
（2）打开黄石市 2000 年遥感影像数据的 3,、4、5 波段。
File→Open Image File→选择黄石市 2000 年遥感影像数据的 3、4、5
波段→打开。
波段进行合成。
4、5年遥感影像数据的 3、 2、合成：对黄石市 2000
感遥2000 年 File Basic Tools→LayerStacking→Import →选择黄石市
→2000_band543_hecheng→波段543影像数据的、、→Ok→Choose 命名（）
打开→Ok
黄石市遥感影像。
、裁剪：用黄石市边界矢量数据裁剪合成后的20003
波段；5 3、4、遥感影像数据的（1）打开合成后的黄石市2000 年
）→打开→Ok2000_band543_hecheng File→OpenImage File→选图（）打开黄石市边界矢量数据；2（
→选图（黄石市边界范围.evf)→打开File Vector→OpenVector
备注：建立掩膜时一定要将 2000_band543_hecheng 和黄石市矢量边界的影像
打开。
（3）以黄石市边界矢量数据建立掩膜；
Basic Tools→Masking→Bulid Mask→Display #1→Options →Import
EVFS→选图（111）→Ok→Choose→命名
（2000_band543_hecheng_yanmo)→
打开→Apply
（4）应用掩膜；
Basic Tools→Masking→Apply Mask→2000_band543_hecheng→
Select Mask Bang→2000_band543_hecheng_yanmo→Ok→Ok→Choose →命名
（2000_band543_hecheng_clip)→打开→Ok
内黑色背景面积太大可以进行调整。
口窗5）备注：若裁剪后 Scroll （
→2000_band543_hecheng_clip→SpatialBasic Tools→Resize Data名命→Ok→Ok→Choose→→OkSubset→ROI/EVF→选图（EVF:111）
开→Ok打 _xiugai)→（2000_band543_hecheng_clip
算计地表反射率2、
行大气辐射校正，从而得到计算地表反射率的公式和三个进 1、利
用6S 模型参数
件6S）运行（1 软
看要输入的数据查）打开黄石市遥感图像头文件和6S 操作手册2（
）输入数据3
（
)(几何条件conditions ①Geometrical
igeom [0-7]:7(在6S操作手册p1第34页对应上TM影像，即Landset 对应的数字
为7)
度（在黄石市头文件）：时间均换算成以小时为单位②时间、经度、纬
大气模型）（?Atmospheric model
页）作（ idatm [0-8]:2中纬度夏季大气模式）（在6S操手册p1第35
④Aerosol model(type)（气溶胶类型）（在6S操作手册p1第36页）
iaer[0-12]:3
（气溶胶浓度） Aerosol⑤ model (concentration))输入光学厚度the visibility:16
(
目标的高度） of target （⑥The altitude
0.02km)高度＝ (目标xps: -0.02
传感器的高度）（altitude ⑦The sensor
)传感器在卫星高度xpp: -1000
(
状况） conditions 波段（⑧The spectral
即即29TM5,30，即，即，即T25iwave[25-30]:27 （即
M1,26TM227TM328TM4
红外波段，不适用于我们的此时地表反射率的计算。
）TM6是。
但是tm6热
地面反射率）reflectance (type)（⑨Ground
)地面均匀inhomo: 0 (
)idirec: 0 (地面无方向影响
)(反射率不随波长变化igroun: 0
0)地面波段反射率＝ro: 0
(
（激活大气订正的方式）⑩Atmospheric correction mode
)（表观反射率rapp: -0.2
）书写方程4（。
重命名为成的文件形完成后将?
段状况）时（波 T波段4的操作同上，只是在输入he spectral conditions。
到即可，得改为28
radiance)-公式y=xa*(measured 个文件，根据这两打开?
，得到的是xb; acr=y/(1.+xc*y)输入的是影像所测的辐射亮度, Radiance
反射率影像。
为一个公式：将这两个公式合并
radiance)-xb;y=xa*(measured
acr=y/(1+xc*y)
合并后：
radiance)-xb]} acr=[xa*(measured
radiance)-xb]/{1+xc*[xa*(measured、地表反射率计算2
(0.00336*b1-0.04143) Math→输入打开ENVI软件→BasicTool→Band/[1+0.07179*(0.00336*b1-0.04143)]
（若添加成功说明公式正确）→Ok→选to List→Add
地表tm3_波段→Choose→命名为的
2000_band543_hecheng_clip_xiugai 第三
→Ok反射率→打开
地表反射率 tm4 、相同步骤操作最后得到3的数据4波段
公式： TM4形成
(0.00470*b1-0.01979)/[1+0.04569*(0.00470*b1-0.01979)]地表反射率 tm4。