大气辐射校正6S实习
大气校正实习报告
大气校正实习报告一、实验目的：大气校正的目的是消除大气和光照等因素对地物反射的影响,广义上讲获得地物反射率、地表温度等真实物理模型参数;狭义上是获取地物真实反射率数据.用来消除大气中水、二氧化碳、甲烷和臭氧等物质对地物反射的影响, 消除大气分子和气溶胶散射的影响. 大气校正同时也是反演地物真实反射率的过程.对TM影像进行辐射定标，将DN值转化成辐亮度，并对其进行大气纠正。
实验数据来源：二、实验数据源描述：地点：青岛区域时间：2021年7月15号搭载传感器：Landsat TM 5传感器特征：含有7个波段，其中第6波段为热红外波段，空间分辨率是120m，其他波段空间分辨率是30m。
辐射分辨率是8bit，重访周期是16天，幅宽是185km。
三、大气校正的实验步骤：①转换成辐亮度②大气纠正的方法：目前,遥感图像的大气校正方法很多.这些校正方法按照校正后的结果可以分为2 种:绝对大气校正方法:将遥感图像的DN(Digital Number)值转换为地表反射率,地表温度等的方法.相对大气校正方法:校正后得到的图像,相同的DN 值表示相同的地物反射率,其物的实际反射率. ③大气纠正的模型：常见的绝对大气校正方法有: 基于辐射传输模型MORTRAN 模型LOWTRAN 模型ATCOR 模型6S 模型等。
基于简化辐射传输模型的黑暗像元法基于统计学模型的反射率反演; 相对大气校正常见的是: 基于统计的不变目标法直方图匹配法等.既然有怎么多的方法,那么又存在方法选择问题.这里有一个总结供参考:1,如果是精细定量研究,那么选择基于基于辐射传输模型的大气校正方法. 2,如果是做动态监测,那么可选择相对大气校正或者较简单的方法. 3,如果参数缺少,没办法了只能选择较简单的方法了。
ENVI 大气校正模型：在ENVI 中包含了很多大气校正模型，包括基于辐射传输模型的MORTRAN模型、黑暗像元法、基于统计学模型的反射率反演。
基于6S模型的TM遥感影像大气校正
毕业论文题目：基于6S模型的TM遥感影像大气校正研究--以张掖地区为例学院：地理与环境科学学院专业：地理信息系统毕业年限：2011年学生姓名：秦麟学号：200775000126指导教师：李净基于6S模型的TM遥感影像大气校正研究--以张掖地区为例秦麟摘要：受大气吸收与散射的影响，电磁波在大气--目标物--遥感器途径传输过程中发生失真，造成目标地物反射辐射能量到达遥感器时被衰减。
给计算地表反照率、反射率和地表温度等关键参数带来较大的误差。
本文以张掖地区Landsat TM热红外波的遥感图像数据为例，通过利用6S大气辐射传输模型进行大气校正，并在窄波段反照率与宽波段反照率之间存在线性关系的前提下，反演该地区的地表反照率。
关键词：6S模型；大气校正；地表反照率6S Model Based Atmospheric Correction of Remote SensingImage in zhangyeQIN LinAbstract : Due to the distortions and noises caused by the presence of the atmosphere on the Sun-target-Sensor path, the space-based and airborne remote sensing information in the solar spectral range do not directly characterize the surface objects. It becomes serious impediments for the quantitative analysis and measurement of resources and environment. This paper discussed the atmospheric correction with 6S model (Second Simulation of Satellite Signal in the Solar Spectrum), reversing surface albedos under the linear relationship between narrow band albedos and broadband albedos in the remote sensing image in zhangye city.Key words: 6S model; atmospheric correction; surface albedo.1 引言地表反照率是指地表反射太阳辐射与入射太阳辐射之比，是地--气间辐射能量收支的重要参数之一。
大气校正6S模型简介
度（KM）
0.25-4um是6S模型处理的合法波长。提供
。 自定义和标准预定义两种光谱选择
地表反射率模型，包括均一地表和非均一地表。 前者又分为两种：无方向型和方向型地表，前者 代表的是均一的朗伯反射体，分别是绿色植被均 值、洁净水均值、沙地均值和湖水均值，同时还 可输入自己的地表反射率。后者考虑了地表和大 气的二向反射特性。
6S给出几种可供选择的大气模式:对流 层模型、中纬度夏季、中纬度冬季、 近极地夏季、近极地冬季、US62标准 大气模型，也可自定义大气模式 。
气溶胶模式包括定义气溶胶类型和浓度两部分。
*在6S中定义了7种缺省的气溶胶模式(大陆型、
海洋型、城市型、沙土型、生物气溶胶和平流层 型)，还可根据实际测量来定义。
射SOS (successive orders of scaБайду номын сангаасtering)算法来计 算散射和吸收,提高了瑞利和气溶胶散射作用的计算精
度。光谱波长提高到了2.5nm。 改进了模型的参数输
入,使其更接近实际。该模型对主要大气效应:
H2O ,O3 ,O2 ,CO2 ,CH4 ,N2O 等气体的吸收,大气分子 和气溶胶的散射都进行了考虑。它不仅可以模拟地表 非均一性,还可以模拟地表双向反射特性。
这四部分反射辐射的总和可以反演非朗伯体地表的反射率。
五、6S主要算法
六、6S算法流程
❖ 1、几何参数 ❖ 2、大气模式 ❖ 3、气溶胶模式 ❖ 4、光谱条件 ❖ 5、地面反射率 ❖ 6、目标和传感器的高程参数
利用输入的参数来确定相对于一个指定 的地面点时，太阳、地面目标和传感器 之间的空间几何关系。如太阳天顶角、 卫星天顶角、太阳方位角、卫星方位角， 观测时间等。
实习1 辐射定标与大气校正
实习1 辐射定标与大气校正一、实习目的：辐射定标和大气校正都属于图像的预处理，辐射定标的目的是把图像上的DN值转为表观辐亮度，大气校正的目的是消除或减少大气对图像的干扰。
本次实习要求熟练掌握辐射定标和大气校正的方法，加深对6S模型原理的理解，掌握6S软件的使用方法与步骤，并利用该软件进行TM影像的大气校正。
二、实习数据河北黄骅市TM影像三、实习步骤1辐射定标要对图像进行辐射定标，将图像的DN值转化为表观辐亮度，该过程应用下式实现：Radiance=gain*DN+offset (1) 也可由下式计算表观反射率，ρ=π*L*d2/（ESUN*cos（θ））(2) 其中ρ为表观反射率，L为表观辐亮度，d为日地距离，ESUN为太阳平均辐射强度，θ为太阳高度角。
将以上两个步骤结合得：ρ=π*（gain*DN+offset）* d2/（ESUN*cos（θ））(3) ENVI中的具体实现：以TM图像第3波段的DN值转化为表观反射率为例：第一步，查找HEADER文件，找到图像每个波段的gain和offset，如第三波段：gain＝1.61277，offset＝-0.0132第二步，查找HEADER文件可知Sθ=64度；查找表可知d=1.10109天文单位；查找表1 可知ESUN3＝1554。
第三步，把这些参数的值带入（3）式：：ρ3＝3.14159*(1.61277*b3-0.0132)*1.10109^2/(1554*cos(26*pi/180))同理，可求出其它波段的辐射定标表达式。
表1 TM光谱辐亮度以及外大气层太阳光谱辐照度2简单暗像元大气校正Dark Subtraction功能允许对图像数据进行大气散射校正。
从每一个波段减少的数字值，可以是波段最小值，或者是用户定义的感兴趣区的平均值，或一个特定值。
1) 选择Basic Tools> Preprocessing > General Purpose Utilities> Dark Subtract.2) 当出现Dark Subtract Input File 对话框时，选择一个输入文件。
基于6s的Sentinel影像大气校正研究
基于6s的Sentinel影像大气校正研究摘要：Sentinel影像的高分辨率和海量数据为应用提供了广阔的空间。
然而，由于大气散射和吸收对遥感图像质量的影响，遥感图像在实际应用中经常受到大气干扰。
基于此，该文提出了一种基于Python的Sentinel影像大气校正方法。
首先，采用6S模型对大气参数进行反演，然后对影像进行辐射校正。
校正后影像光谱曲线与地面实测光谱曲线的变化趋势一致,具有较高的拟合度。
模型大气校正的结果具有较强的相关性和较高的精度。
实验结果表明，该方法能够有效地降低Sentinel影像的大气干扰，提高遥感图像的质量和信度。
关键词：Sentinel影像，大气校正，6S模型，Python1.引言Sentinel影像的高分辨率、广覆盖范围和丰富的信息量使其成为遥感领域的研究热点[1]。
然而，由于大气散射和吸收对遥感图像质量的影响，Sentinel影像在实际应用中经常受到大气干扰。
因此，在Sentinel影像的处理过程中，如何减少大气干扰，提高图像的质量和信度成为了一个重要的问题和挑战。
遥感影像大气校正是一种重要的遥感数据处理方法[2]，主要用于去除由大气介质对遥感图像所产生的影响。
这些影响包括大气散射、吸收和反射等，会导致遥感影像中的亮度和色彩变化，从而对遥感数据的定量分析和应用造成不利影响。
因此，通过大气校正，可以使遥感数据更加准确，从而提高数据的应用价值。
目前，常见的遥感影像大气校正方法主要包括：6S模型法、DOS模型法、MODIS气溶胶算法和FLAASH方法等[3]。
其中，6S模型法是最为广泛应用的一种方法[5]，主要基于一个称为“6S（Second Simulation of the Satellite Signal in the Solar Spectrum）”的大气辐射传输模型，并结合遥感数据进行模拟计算和校正。
此外，也有基于深度学习和卷积神经网络等技术的遥感影像大气校正方法[4]。
大气校正实习报告
一、前言随着遥感技术的发展，卫星遥感数据在环境监测、灾害预警、资源调查等领域发挥着越来越重要的作用。
然而，由于大气对遥感数据的吸收、散射和反射等影响，使得遥感数据存在一定的误差。
因此，进行大气校正成为遥感数据处理的重要环节。
为了提高遥感数据的精度和应用价值，我们开展了大气校正实习，以下是对实习过程和成果的总结。
二、实习目的1. 了解大气校正的基本原理和方法；2. 掌握常用大气校正模型的操作步骤；3. 提高遥感数据处理和分析能力；4. 为实际项目中的大气校正工作提供参考。
三、实习内容1. 学习大气校正的基本原理：了解大气对遥感数据的吸收、散射和反射等影响，以及大气校正的目的和意义。
2. 学习常用大气校正模型：掌握大气校正模型的基本原理，如大气辐射传输模型、大气校正算法等。
3. 实践操作：运用所学知识，对遥感影像进行大气校正实验，包括选择合适的校正模型、输入参数设置、校正结果分析等。
4. 校正结果评价：对校正前后的遥感影像进行对比分析，评估大气校正的效果。
四、实习过程1. 首先学习大气校正的基本原理，了解大气对遥感数据的影响。
2. 接着学习常用大气校正模型，包括MODIS、Landsat等遥感数据的大气校正方法。
3. 进行实践操作，选择实际遥感影像进行大气校正实验，并记录操作步骤和结果。
4. 对校正前后的遥感影像进行对比分析，评估大气校正的效果。
五、实习成果1. 掌握了大气校正的基本原理和方法；2. 熟练运用常用大气校正模型进行遥感数据处理；3. 提高了遥感数据处理和分析能力；4. 为实际项目中的大气校正工作提供了参考。
六、实习总结通过本次大气校正实习，我们对大气校正有了更深入的了解，掌握了常用大气校正模型的操作步骤。
在实习过程中，我们遇到了一些问题，如参数设置、校正效果等，通过查阅资料和请教老师，我们逐步解决了这些问题。
这次实习不仅提高了我们的遥感数据处理能力，还让我们认识到理论知识与实践操作相结合的重要性。
关于大气污染的实习报告
实习报告：大气污染研究一、实习背景随着我国经济的快速发展，能源消耗量不断增加，大气污染问题日益严重。
雾霾、PM2.5、臭氧等污染物的浓度不断攀升，对人类的健康和生态环境造成严重影响。
为了深入了解大气污染的成因、影响及治理措施，我参加了本次实习，实习内容主要包括大气污染监测、数据分析及防治策略研究。
二、实习内容1. 大气污染监测在实习期间，我参与了大气污染监测设备的操作和维护。
通过使用激光雷达、粒子计数器、风向风速仪等设备，对大气中的PM2.5、NOx、SO2等污染物进行了实时监测。
同时，还了解了监测数据的传输、存储和处理方式。
2. 数据分析通过对监测数据进行整理和分析，我掌握了大气污染物的时空分布特征。
研究发现，城市大气污染程度较高，尤其是在冬季雾霾天气时，PM2.5等污染物的浓度明显上升。
此外，工业区、交通沿线等区域污染物浓度较高，居民区相对较低。
3. 防治策略研究根据监测数据和分析结果，我提出了以下大气污染防治策略：（1）优化能源结构。
大力发展清洁能源，减少煤炭、石油等传统能源的使用，降低污染物排放。
（2）加强工业污染治理。
对工业废气进行深度处理，确保排放达到国家标准。
（3）改善交通运输状况。
发展公共交通，减少私家车出行，提高车辆排放标准。
（4）加强环保宣传教育。
提高公众环保意识，倡导绿色生活。
（5）加强政策法规制定和执行。
完善大气污染防治法律法规体系，确保政策落实到位。
三、实习收获通过本次实习，我对大气污染有了更加深刻的认识，掌握了大气污染监测、数据分析等基本技能。
同时，实习过程中培养了我团队协作、问题分析和解决能力。
在今后的学习和工作中，我将关注大气污染问题，为我国环境保护事业贡献自己的力量。
四、实习总结本次实习让我对大气污染问题有了更加全面的认识，同时也暴露出自己在环保知识方面的不足。
在今后的工作中，我将继续深入学习环保知识，提高自己的专业素养，为我国大气污染防治工作贡献自己的力量。
同时，也希望更多的人能够关注环保问题，共同呵护我们的家园。
大气辐射传输模型6S简介
大气辐射传输模型6S简介1986年，法国Université des Sciences et Technologies de Lille（里尔科技大学）大气光学实验室Tanré等人为了简化大气辐射传输方程，开发了太阳光谱波段卫星信号模拟程序5S（SIMULATION OF THE SATELLITE SIGNAL IN THE SOLAR SPECTRUM），用来模拟地气系统中太阳辐射的传输过程并计算卫星入瞳处辐射亮度。
1997年，Eric Vemote对5S进行了改进，发展到6S（SECOND SIMULATION OF THE SATELLITE SIGNAL IN THE SOLAR SPECTRUM）,6S吸收了最新的散射计算方法，使太阳光谱波段的散射计算精度比5S有所提高。
这种模式是在假定无云大气的情况下，考虑了水汽、CO2、O3和O2的吸收、分子和气溶胶的散射以及非均一地面和双向反射率的问题。
6S是对5S的改进，光谱积分的步长从5nm改进到2.5nm，同5S相比，它可以模拟机载观测、设置目标高程、解释BRDF作用和临近效应，增加了两种吸收气体的计算（CO、N2O）。
采用SOS (successive order of scattering) 方法计算散射作用以提高精度。
缺点是不能处理球形大气和limb (临边)观测。
它其中主要包括以下几个部分：（1）太阳、地物与传感器之间的几何关系:用太阳天顶角、太阳方位角、观测天顶角、观测方位角四个变量来描述；（2）大气模式：定义了大气的基本成分以及温湿度廓线，包括7种模式，还可以通过自定义的方式来输入由实测的探空数据，生成局地更为精确、实时的大气模式，此外，还可以改变水汽和臭氧含量的模式；（3）气溶胶模式：定义了全球主要的气溶胶参数，如气溶胶相函数、非对称因子和单次散射反照率等，6S中定义了7种缺省的标准气溶胶模式和一些自定义模式；（4）传感器的光谱特性：定义了传感器的通道的光谱响应函数，6S中自带了大部分主要传感器的可见光近红外波段的通道相应光谱响应函数，如TM，MSS，POLDER和MODIS等；（5）地表反射率：定义了地表的反射率模型，包括均一地表与非均一地表两种情况，在均一地表中又考虑了有无方向性反射问题，在考虑方向性时用了9种不同模型）。
大气校正实习报告
一、实习背景随着我国经济的快速发展，大气污染问题日益严重，大气校正技术作为大气污染治理的重要手段，在环境保护工作中发挥着越来越重要的作用。
为了更好地了解大气校正技术在实际应用中的操作流程和原理，提高自己的专业技能，我于2021年7月1日至7月15日在某环保科技公司进行了大气校正实习。
二、实习目的1. 了解大气校正技术的原理和应用领域；2. 掌握大气校正仪器的操作方法和维护保养技巧；3. 熟悉大气校正数据采集、处理和分析流程；4. 提高自己在实际工作中解决大气污染问题的能力。
三、实习内容1. 实习公司简介某环保科技公司是一家专注于大气污染治理、环境监测和环保技术研发的高新技术企业。
公司拥有一支经验丰富的技术团队，为我国大气污染防治事业做出了积极贡献。
2. 大气校正技术原理大气校正技术是通过测量和分析大气中的污染物浓度，评估大气污染对环境和人体健康的影响。
其原理主要包括以下三个方面：（1）利用大气校正仪器对污染物进行测量，获取污染物浓度数据；（2）分析大气传输过程中的影响因素，如气象条件、地形地貌等；（3）根据大气传输模型，对污染物浓度进行校正，得到准确的大气污染数据。
3. 大气校正仪器操作实习期间，我学习了大气校正仪器的操作方法和维护保养技巧。
主要包括以下内容：（1）熟悉仪器的基本构造和功能；（2）掌握仪器的安装、调试和校准方法；（3）了解仪器的故障排查和维修技巧；（4）掌握仪器的数据采集、传输和处理方法。
4. 大气校正数据采集、处理和分析实习期间，我参与了大气校正数据采集、处理和分析工作。
主要包括以下内容：（1）根据项目需求，选择合适的大气校正仪器；（2）按照操作规程进行数据采集，确保数据的准确性和可靠性；（3）对采集到的数据进行初步处理，包括剔除异常值、插补缺失值等；（4）利用大气传输模型对数据进行校正，得到准确的大气污染数据；（5）对校正后的数据进行统计分析，评估大气污染对环境和人体健康的影响。
大气6S辐射模型
4 (湖水)
100 (执行大气校正，大气层顶辐亮度)
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－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
Geometrical conditions 几何条件
igeom [0-7]:
0 (用户自定义几何条件）
asol,phi,avis,phiv,month,day:
rapp:
-0.2 (表观反射率)
Output filename: 输出的文件名
d:\dh6s\example.dat (输出文件名)
* direct solar irr. atm. diffuse irr. environment irr *
* 522.913 353.436 11.241 *
* rad at satel. level (w/m2/sr/mic) *
（1）几何参数
6S两种输入方法⑴ 太阳和卫星的天顶角和方位角以及观测时间(月,日)。⑵ 卫星的接收时间(月,日,年)、像素点数、升交点时间，由程序计算太阳和卫星的天顶角和方位角。特别注意的是这里的时间采用世界时且要精确到1/6秒。
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8 输入传感器的波段代号
9 输入地表状况
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 * ----------------------------* input apparent reflectance : .309 * measured radiance [w/m2/sr/mic] : 90.000 * atmospherically corrected reflectance : .367 * coefficients xa xb xc : .00450 .02945 .08062 * y=xa*(measured radiance)-xb; acr=y/(1.+xc*y) ************************************************* y=0.00450*b1-0.02945 Acr=（0.00450*b1-0.02945）/(1+0.08062* （0.00450*b1-0.02945）)
12 利用ENVI软件进行大气校正
FLAASH
大气辐射校正
一、辐射定标
DN值图像向亮度值图像转换—>亮度值图 像
Lmax Lmin L Lmin min 0 Lmin Q L QDN max Lmin Qmax Qmin Qmax
L (QDN Qmin )
三、大气校正
采用ENVI的FLAASH模块，基本操作步骤：
定量遥感实习1-6S大气校正
实习目的：
加深对6S模型原理的理解，掌握6S软件的使用方法与 步骤，利用该软件进行TM影像的大气校正。
实习内容：
（1）熟悉各个步骤的物理含义。 （2）利用6S方法对TM遥感影像的6个波段进行校 正。
实习步骤：见下页 实习思考：
尝试用暗像元校正方法对TM图像进行校正， 并比较两种方法计算的结果。
亮度单位*： w / m sr m
2
10
mw/ cm sr m
2
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（Offset）量纲和含 义 2 mw/ cm sr
毫瓦/（平方厘米*球面度） 毫瓦/ （平方厘米*球面度*微米）
1 输入卫星的几何条件(Geometrical conditions):
0-7中的数字： e definition(用户自定义） 1.meteosat observation 2.goes east observation 3.goes west 4.avhrr ( PM noaa ) 5.avhrr ( AM noaa ) 6.hrv( spot ) 7.tm( landsat )
mw/ cm sr m
2
软件系统自带的增益和偏置 （通过练习体会）
ENVI PCI ERDAS
二、辐射定标方法
•
•
•
• • •
1、ENVI软件 1)由于ENVI 4.4 中有专门进行辐射定标的模块，因此实际的 操作十分简单。将原始TM 影像打开以后，选择 Basic Tools–Preprocessing–Calibration Utilities– Landsat TM 2.)进入下一步参数选择：根据传感器类型选择Landsat 4,5 或者7。从遥感影像的头文件中获取Data Acquisition 的时间， Sun elevation。如果你是用File–>Open External File– Landsat–Fast 的方法打开header.dat 的话，sun elevation 就已经填好了。这里Calibration Type 注意选择为Radiance。 输出文件，定标就完成了。 2、ERDAS 1)Model Maker 建立定标模型 2)注意生成的文件类型为浮点型
2 根据输入对应时间，角度
Hour输入卫 星过境时格 林威治子午 线的时间
3 输入大气的模型( Atmospheric model )
3 输入大气的模型( Atmospheric model )
模型代号 0 1 2 3 含义 无气体的吸收(no gaseous absorption) 热带的(Tropical) 中纬度夏季(midlatitude summer) 中纬度冬季(midlatitude winter )
4
5 6
亚北极夏季(subarctic summer)
亚北极(subarctic winter) 北美标准（us standard 62 ）
4 输入气溶胶模型（Aerosols model）
5 输入气溶胶模型的浓度(可见度值}中选一个值，我 们输入v=10km
6 输入目标高度xps=0 7 输入遥感器高度xpp=-1000