辐射定标
辐射定标步骤
辐射定标步骤
辐射定标是指通过比较已知源的辐射强度和待测源的辐射强度来确定待测源的辐射水平的过程。
辐射定标的步骤如下：
1. 准备辐射源：选择已知辐射强度的辐射源作为定标源，例如放射性同位素或已经经过精确测定的辐射源。
2. 测量定标源的辐射强度：使用辐射测量仪器（例如辐射计或辐射剂量仪）对定标源进行辐射强度的测量。
确保使用的仪器具有良好的准确性和稳定性。
3. 确定仪器的响应：根据已知辐射强度和仪器测量值的对比，计算出仪器的响应因子。
这个响应因子可以用来将仪器的测量值转换为辐射强度。
4. 测量待测源的辐射强度：使用同一台仪器测量待测源的辐射强度。
确保在测量中采取适当的防护和安全措施。
5. 计算待测源的辐射水平：根据仪器的响应因子和待测源的测量值，计算出待测源的辐射强度。
可以使用之前计算得到的响应因子将仪器的测量值转换为相应的辐射水平。
通过以上步骤，可以将待测源的辐射水平与已知源进行对比，从而确定待测源的辐射水平。
这个过程对于辐射监测、核安全等领域具有重要意义。
遥感影像辐射定标
遥感影像辐射定标
遥感影像的辐射定标是指将遥感影像中的数字值转化为与辐射量对应的实际物理量，以便进行定量分析与应用。
辐射定标主要包括亮度定标和辐射定标两个过程。
亮度定标是将遥感影像中的数字值转化为亮度值或辐射亮度值。
首先需要获取辐射校正常数，即仪器的辐射校准系数，包括增益和偏移。
然后，根据辐射校准系数，可以将遥感影像中的数字值转化为辐射亮度值。
为了获取精确的辐射亮度值，还需要考虑大气校正和地表反射率的影响。
辐射定标是将遥感影像中的辐射亮度值转化为地表反射率或辐射率。
辐射定标需要使用大气校正模型，根据大气光学参数和地表反射率，将遥感影像中的辐射亮度值转化为地表反射率或辐射率。
地表反射率可以用于估算地表参数，如植被指数和土壤湿度等。
辐射定标是遥感数据处理的重要环节，可以提供准确的遥感信息，为遥感应用提供支持。
通过辐射定标，可以获取具有物理量意义的遥感数据，进而进行地表特征识别、土地利用分类、环境监测等应用。
辐射定标实验报告
辐射定标实验报告辐射定标实验报告辐射定标实验是一项重要的科学实验，用于测量和确定辐射源的强度和能量。
通过这个实验，我们可以获得辐射源的各种参数，为辐射防护和辐射治疗提供准确的数据支持。
本文将介绍辐射定标实验的背景、目的、实验装置、实验过程和结果分析。
一、背景辐射是指能够传播并具有能量的电磁波或粒子束。
在许多领域中，如医学、工业和环境监测等，辐射的测量和控制非常重要。
辐射定标实验是为了确保辐射源的准确性和可追溯性，以及测量设备的准确性和灵敏度。
二、目的本次实验的目的是通过辐射定标实验，测量和确定辐射源的强度和能量。
同时，我们还将评估测量设备的准确性和灵敏度，并验证实验结果的可靠性。
三、实验装置实验所需的装置包括辐射源、辐射探测器、测量设备和数据记录系统。
辐射源可以是放射性同位素或加速器产生的粒子束。
辐射探测器是用于测量辐射强度和能量的仪器，常见的有Geiger-Muller计数器和电离室。
测量设备包括放大器、多道分析器和计算机等。
四、实验过程1. 准备工作：确保实验环境安全，并检查实验装置的正常运行。
2. 辐射源测量：使用辐射探测器测量辐射源的强度和能量。
根据实验需要，可以调整探测器的位置和角度。
3. 数据记录：使用测量设备和数据记录系统记录测量结果。
同时，还需要记录实验参数，如探测器距离辐射源的距离、测量时间等。
4. 实验重复：为了提高结果的可靠性，需要重复实验，并对结果进行平均处理。
5. 数据分析：对实验结果进行统计和分析，计算辐射源的强度和能量。
同时，还需要评估测量设备的准确性和灵敏度。
五、结果分析通过辐射定标实验，我们得到了辐射源的强度和能量数据。
同时，我们还评估了测量设备的准确性和灵敏度。
实验结果表明，辐射源的强度在一定范围内是稳定和可靠的。
测量设备的准确性和灵敏度也符合要求。
六、结论辐射定标实验是一项重要的科学实验，通过测量和确定辐射源的强度和能量，为辐射防护和辐射治疗提供准确的数据支持。
辐射定标和大气校正操作
辐射定标和大气校正操作辐射定标和大气校正是遥感图像处理中非常重要的环节，它们能够有效地消除大气干扰和地物表面反射率差异等因素对遥感图像的影响，从而得到更为精确的遥感信息。
本文将分别介绍辐射定标和大气校正的基本原理、方法和应用，并探讨它们在遥感图像处理中的重要作用。
一、辐射定标1.基本原理辐射定标是指通过对遥感仪器的响应进行准确的实验测定和模型估计，将数字遥感数据中的像元值转换为表观辐射亮度。
在遥感图像处理中，辐射定标是将数字数值转换为真实物理量的过程，包括辐射定标系数的获取和数据的辐射定标转换。
2.方法辐射定标的方法主要包括实地观测、辐射反演法和模型估算法。
其中，实地观测是指通过在地面上设置观测站点，利用辐射仪器对地表进行测量，获取地面真实辐射亮度，以此来建立数字值和真实辐射亮度之间的关系。
辐射反演法是指通过大气传输模型和辐射传输方程来估算大气对遥感数据的影响，并进一步进行辐射定标。
模型估算法是指利用已有的大气传输模型和地表反射率模型，通过数值方法来进行遥感图像的辐射定标。
3.应用辐射定标的应用主要包括地球观测卫星的遥感数据处理、遥感影像的信息提取、环境变化分析和生态监测等领域。
利用辐射定标后的遥感数据可以更准确地获取地表反射率、地表温度和大气成分等信息，从而为环境监测、资源管理和灾害预警提供更为可靠的数据支持。
二、大气校正1.基本原理大气校正是指利用大气传输模型和辐射传输方程，对遥感数据进行修正，消除大气对遥感图像的干扰和影响，还原地物表面的真实辐射亮度。
大气校正主要考虑大气吸收、散射和反照，以及大气对太阳辐射的衰减和地表反射率的影响。
2.方法大气校正的方法主要包括模型校正和经验校正。
其中，模型校正是指利用大气传输模型和辐射传输方程，对遥感数据进行数值计算，得到校正系数，进而进行大气校正。
经验校正是指利用多源遥感数据、气象数据和地面监测数据，结合统计模型和经验模型，对遥感数据进行修正，消除大气干扰。
辐射定标
具体的定标公式：
LMAX LMIN L LMIN ( )(QCAL QCALMIN) QCALMAX QCALMIN
式中，QCAL为原始量化的DN值，为QCAL=0 时的辐射亮度值。为QCAL=QCALMAX时的辐 射亮度值，QCALMAX/QCALMIN是最大/最小 量化定标像素值。一般情况下，QCALMIN=0。 所以公式又可简化为 L LMIN LMAX LMIN QCAL
splitfilenaห้องสมุดไป่ตู้me()
getMaxDN ()
getMinDN()
调用后返回存放DN值数 组地址
getDNvalu e() 调用后返回存放DN值数 组地址 getGrayVa lue())
图1 定标算法函数间逻辑关系
功能1：打开原始文件 （1）操作->打开原始数据->选择“pp_01.txt”，打开
图2 打开文件“pp_01.txt”
（2）显示测试原始图像和定标信息
图3 原始数据图像显示。
如果对原始数据文件打开并定标写入成功，则会 弹出下面的提示框：
图4 提示信息
功能2：定标 步骤：定标->线性定标->选择“file_01.txt”，打开； 下图是定标后的结果显示：
图7 测试文件定标结果
QCALMAX
其中增益值gain=
LMAX LMIN QCALMAX
偏移量offset= LMIN
定义类：class Calibration
showPictu re() 调用后返回特 征值 调用后返回特征 QCALMAX GetChara cter() 调用后返回特征 QCALMIN readfile() 调用后返回特征 文件名
实验六-辐射定标
波段使用高增益参数，4在太阳高度角（elevation angle） 低于45度也使用高增益，反之使用低增益
7
一. 辐射定标
2. Land sat8 数据 定标：
8
一. 辐射定标——方法一
• 针对特定的卫星，如Landsat • 要求文件含有头文件信息 L******_MTL.txt（如果没
float（bx）*a+b c.为bx指定对应波段
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一. 辐射定标——方法二
例如：TM5 2008年的数据，对第一波段
18
一. 辐射定标——方法二
例如：TM5 2008年的数据，对第一波段 辐射定标后的结果分析：图像数值的改变，由原来的 DN值整数变为有小数点的辐射亮度值
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一. 辐射定标
⑤对每个波段进行辐射定标后，使用layer stacking再次 将定标后的各波段单个文件合并成一个文件（建议修 改头文件中的波段名称） 完成DNRadiance的转换
有则需要单个波段校正）
• Basic Tools—Preprocessing—Calibration Utilities—Landsat Calibration
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一. 辐射定标——方法一 • 例1：Landsat5 TM • 输入原文件的MTL信息，注意选择X6的txt
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一. 辐射定标——方法一 • 例1：Landsat5 TM • 自动读出了文件的时间 • 选择Radiance！！
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一. 辐射定标——方法一 • 例1：Landsat5 TM • 得到了辐亮度图像
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一. 辐射定标——方法一 • 例2：Landsat7 ETM+ • 没有集成的头文件，需要一个波段一个波段
辐射定标公式
辐射定标公式
辐射定标公式是用于计算辐射量的公式，通常用于实验室和工业领域的辐射测量。
辐射量可以通过对某种射线的能量或强度进行测量来确定，而辐射定标公式可以用来将这些量值转换为实际的辐射量。
其中最常见的辐射定标公式是剂量当量公式，即：
D = H * Q
其中，D表示剂量当量，H表示测量到的放射线能量或强度，Q表示该射线的放射性当量系数。
该公式用于计算剂量当量的单位是西弗（Sievert），它是国际单位制（SI）中用于表达辐射剂量和效应的标准计量单位。
另一个常见的辐射定标公式是能谱测量所用的峰面积公式，即：
A = K * I * F
其中，A表示测量到的峰面积，K表示测量所用的探测器常数，I 表示射线的强度，F表示测量的效率因子。
该公式适用于估算不同能量下的射线强度和对应的峰面积。
除了这些公式，还有很多其他的辐射定标公式，例如用于测量辐射源活度的公式等。
这些公式都是用于描述不同类型和目的的辐射测量，可以根据需要灵活运用。
全色影像辐射定标
全色影像辐射定标
全色影像辐射定标是将全色卫星影像的数字值转换为地表辐射反射率的过程。
这过程包括多个步骤，以确保获取的影像具有较高的准确性和可比性。
以下是一般的全色影像辐射定标步骤：
辐射定标系数获取：获取全色卫星影像的辐射定标系数。
这些系数通常由卫星传感器的制造商提供，用于将数字计数值转换为辐射反射率。
大气校正：进行大气校正，消除大气影响，确保影像的数字值反映地表的真实辐射状况。
这通常需要使用大气传输模型和气象数据。
辐射定标：使用辐射定标系数，将原始的数字计数值转换为辐射反射率或辐射亮度。
这使得不同卫星影像具有可比性，有助于进行地表特征的精确分析。
地表反射率计算：利用经过辐射定标的影像，计算地表反射率。
这是通过将辐射亮度转换为地表反射率，考虑太阳入射角和大气影响。
几何精校：进行几何校正，以纠正由于卫星姿态和地形变化引起的影像变形。
这确保影像中的地物位置准确。
影像校正：如果需要，进行影像校正以提高影像的几何和辐射质量。
验证与评估：验证辐射定标的效果，并评估影像的质量。
这可能涉及与地面测量数据或其他独立数据源的比较。
这些步骤的具体实施可能因卫星、传感器和影像用途而异。
辐射定标是遥感数据处理中的关键步骤，对于确保获取的信息精确、可靠至关重要。
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L = F0 cosθ s R(θ s,ϕs ;θv,ϕv )
辐亮度向反射率的转换
反射率： 反射率：地物反射亮度与相同光照条件下的标 准板反射辐亮度之比。 准板反射辐亮度之比。 标准板反射辐亮度为： 标准板反射辐亮度为：
L0 = F0
π
cos θ s
故地物反射率为： 故地物反射率为：
πL(θ s , ϕ s ;θ v , ϕ v ) R(θ s , ϕ s ;θ v , ϕ v ) = F0 cosθ s
TM图像的辐射定标
辐射公式及单位
公式： 公式：
L = DN * G + B
单位： 以前为： 单位： Land 5 以前为： mW
/(cm ⋅ Sr ⋅ µm )
2
2
Land 7 以后为： W /( M ⋅ Sr ⋅ µm ) 以后为： 二者之比为1 二者之比为1：10
广州981222辐的辐射定标公式
电磁辐射与辐射源——地物 电磁辐射与辐射源——地物 ——传感器的几何关系 ——传感器的几何关系
入射辐照度下入射方向是余弦关系 对于水平地面，入射辐照度为： 对于水平地面，入射辐照度为：
F = F0 cosθ s
对单位面积，反射辐亮度与观测射方向也是余弦关系， 对单位面积，反射辐亮度与观测射方向也是余弦关系， 对于水平地面，单位反射辐亮充度为： 对于水平地面，单位反射辐亮充度为：
L = F0 cosθ s cosθv R(θ s,ϕs ;θv,ϕv )
对足够大的地面面积， 对足够大的地面面积，反射辐亮度仅与二向反射率有 如地面为朗伯体且水平， 关；如地面为朗伯体且水平，则任何观测方向上其反 射辐亮度均相等。对于传感器来说， 射辐亮度均相等。对于传感器来说，一般地物均充满 整个瞬时视场，故反射亮度与观测方向不是余弦关系， 整个瞬时视场，故反射亮度与观测方向不是余弦关系， 其反射辐亮度为： 其反射辐亮度为：
行星反射率的计算
太阳辐照度： 太阳辐照度：
E0 cos θ E= d2
行星反射率： 行星反射率：
Rp =
π ⋅ Lλ ) = wb Es (λ ) cos θ
d
wb
为天文单位的日地距离； 为天文单位的日地距离； 为波段宽度。 为波段宽度。
1998年12月22日：
DN值的影响因素 DN值的影响因素
DN：一般光敏原件 DN：一般光敏原件——电流值的离散化 电流值的离散化 CCD——电压值的离散化 CCD 电压值的离散化
DN = f r Lλ A p β ∆λ
2
头孔径，β 瞬时视场， λ 波段宽度 头孔径， 瞬时视场， ∆
A f r 仪器波段响应函数，Lλ 入射光辐照度， p 仪器镜 仪器波段响应函数， 入射光辐照度，
DN = f r Lλ A p β 2 ∆λ
DN Lλ = f r A p β 2 ∆λ
DN值向辐亮度的转换 DN值向辐亮度的转换
通常，遥感器接收到来自目标物的辐射信息后，将 通常，遥感器接收到来自目标物的辐射信息后， 其转为灰度值进行存储，是为了节省空间。 其转为灰度值进行存储，是为了节省空间。 Landsat TM: 0-255 NOAA AVHRR: 0-1023 但是，当我们开展定量分析的时候，就必须重新将 但是，当我们开展定量分析的时候， 其转换回实际物理量。 其转换回实际物理量。
辐反射率/ 辐反射率/辐射温度计算公式
广州981222辐反射率 辐射温度计算公式为： 广州981222辐反射率/辐射温度计算公式为： 辐反射率/ %1=%1*3.14159*0.985^2/(1954*0.07*0.6022)*10 %2=%2*3.14159*0.985^2/(1826*0.08*0.6022)*10 %3=%3*3.14159*0.985^2/(1558*0.06*0.6022)*10 %4=%4*3.14159*0.985^2/(1047*0.14*0.6022)*10 %5=%5*3.14159*0.985^2/(217.2*0.20*0.6022)*10 %6=1260.56/ln(607.76/%6+1) %7=%7*3.14159*0.985^2/(80.29*0.29*0.6022)*10
定标参数的确定
• 定标公式针对何种真实物理量 反射率？ 反射率？ • a是负数时，定标前后图象视觉相反 是负数时， ？ • 定标参数的确定都是对波段的波长积分 响 应 函 数 λ
遥感数据的星上辐射定标
DN值的影响因素 DN值的影响因素 参考光源 地面定标测量 遥感数据的辐射定标——地表辐亮度的计算 遥感数据的辐射定标 地表辐亮度的计算
公式的GAINS/BIASES可从头文件中获取
%1=%1*0.00398-0.0100 %2=%2*0.00964-0.0232 %3=%3*0.00540-0.0078 %4=%4*0.01043-0.0193 %5=%5*0.00235-0.0080 %6=%6*0.05516+1.2378 %7=%7*0.00154-0.0040 TM6的 TM6的GAINS/BIASES 是不变的，为：0.055158 / 1.2378 是不变的，
d = 0.985
热红外波段的辐射定标
根据普朗克公式计算 TM6温度计算公式为： TM6温度计算公式为： T = 温度计算公式为
K2 K1 ln( + 1) Lλ
K1—定标参数，值为：607.76，单位为：W /( M ⋅ Sr ⋅ µm )
2
K2—定标参数，值为：1260.56，单位为：K T单位为K
辐射的偏差问题 定标参数的确定与获取 辐射定标的种类 DN值向辐亮度的转换 DN值向辐亮度的转换
辐射的偏差问题
传感器性能（半导体材料性能） 传感器性能（半导体材料性能）的不稳定性 工作过程中电压的起伏 数据的储存
辐射定标的种类
根据定标参数获取的途径和时间，可以分为： 根据定标参数获取的途径和时间，可以分为： • 发射前定标（prelaunch）：卫星发射前在地面上对仪 发射前定标（prelaunch）： ）：卫星发射前在地面上对仪 器进行反复定标 • 机（星）上定标（on-board）：在仪器扫描过程中根据 上定标（on-board）：在仪器扫描过程中根据 ）： 参考的标准灯光和阳光光源进行定标 • 地面目标物定标：获取卫星数据过程中，在典型地区 地面目标物定标：获取卫星数据过程中， 地物单一，具有朗伯体性质，如沙漠、清洁湖面等） （地物单一，具有朗伯体性质，如沙漠、清洁湖面等） 进行同步光谱测量， 进行同步光谱测量，然后用地面光谱数据对卫星遥感数 据进行定标
参考光源
地面定标测量
遥感数据的辐射定标
确定响应函数，求出遥感数据DN值与入射光强的函数 确定响应函数，求出遥感数据DN值与入射光强的函数 DN 关系， DN值转化为入射光辐亮度 值转化为入射光辐亮度。 关系，将DN值转化为入射光辐亮度。 内部参考光源与外部参考光源相结合进行定标 地面测量相结合进行定标
地学遥感实习
辐射定标与校正
邓孺孺教授
中山大学地理学院 遥感与地理信息工程系
辐射校正
一、辐射定标 二、辐射纠正
calibration） 一、辐射定标（calibration） 辐射定标指将接收的遥感数据， 辐射定标指将接收的遥感数据，通常是灰度 DN） 转换成实际的物理量（ （DN）值，转换成实际的物理量（如辐射 亮度、反射率等）。 亮度、反射率等）。
线形定标公式
定标过程一般采取线形公式进行转换： 定标过程一般采取线形公式进行转换： L = a*DN + b a(gain)、b(offset)通常可以从遥感数据头文件读出 a(gain)、b(offset)通常可以从遥感数据头文件读出 L
线形区域
DN
二、辐射纠正—反射率 辐射纠正— 的计算
电磁辐射与辐射源——地物 电磁辐射与辐射源——地物——传感器的几何 地物——传感器的几何 关系 水平地面的假设 山地辐射纠正 辐亮度向反射率的转换
式中除10为将单位由 式中除10为将单位由 mW /(cm ⋅ Sr ⋅ µm ) 转化为 W /( M ⋅ Sr ⋅ µm )
2
2
实际操作
计算出各波段的反射辐亮度 计算出各波段的行星反射率 对比地物反射辐亮度与行星反射率 请考查计算后各典型地物反射率的特点， 请考查计算后各典型地物反射率的特点，并 分析原因