高精度卫星光学遥感器辐射定标技术_郑小兵
收稿日期：2011-04-24基金项目：国家863计划（2008AA121203）资助。高精度卫星光学遥感器辐射定标技术
郑小兵1,2（1中国科学院通用光学定标和表征技术重点实验室，合肥230031）（2中国科学院安徽光学精密机械研究所光学遥感中心，合肥230031）摘要随着长期气候变化等观测新需求和高分辨对地观测等新手段的发展，空间光学仪器面临进一步提高辐射定标精度的要求。文章从空间光学仪器定标精度的制约因素和全过程定标的实现等方面，分析了国际相关领域的技术进展，并就新型定标技术的研究和应用提出建议与展望。关键词辐射定标光学遥感卫星中图分类号：V443+.5文献标识码：A文章编号：1009-8518(2011)05-0036-08
High-AccuracyRadiometricCalibrationofSatelliteOpticalRemoteSensors
ZhengXiaobing
（1KeyLaboratoryofOpticalCalibrationandCharacterization,ChineseAcademyofSciences，Hefei230031，China）（2AnhuiInstituteofOpticsandFineMechanics,ChineseAcademyofSciences，Hefei230031，China）AbstractClimatechangemonitoringandhighresolutionearthobservationdemandhigheraccuracyofabso-lutecalibrationforspaceopticalsensors.Thispaperbrieflydiscussestheprogressandconstrainedfactorsofcur-rentradiometriccalibrationtechniques.Newcalibrationapproachesandinstrumentationssuchashyperspectralandspectrallytunablereferencelightsources,andglobalcalibrationsitenetworkareintroduced,andtheirap-plicationsaresuggested.KeywordsRadiometriccalibrationOpticalremotesensingSatellite
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SI单位表述的输入光辐射之间的定量关系，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，光辐射传感器的综合特性表征，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）实现各类光学传感器从预研－工程研制－在轨运行的全过程定标，保证传感器的精度能够满足应用需求；2）统一不同平台、不同传感器的辐射量化标准，使不同时间、空间条件下获得的遥感信息可以比对、转换和融合；3）通过动态监测，校正传感器的性能衰变，修正大气、照明条件、环境变化等对测量结果的影响，保证测第32卷第5期2011年10月航天返回与遥感SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING36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，涉及辐射与光度学、计量学、光与介质的相互作用、光电精密仪器设计等基础研究和工程研发内容。近年来国内外研究人员在全过程定标的各个技术环节中开展了大量的工作，取得了广泛的进展。本文介绍了一些新型定标技术的研究进展情况，提出应用建议。
2高精度辐射定标技术的趋势
2.1全过程定标过去十多年的卫星遥感研究和应用实践中，科研和工程技术人员逐步形成一个共识，即定标技术必须全过程地支持卫星遥感器的设计、研制、运行和数据应用。全过程定标是相对于阶段性定标而言的。对于研制周期和工作寿命合计达10年左右的卫星遥感器，任何一次阶段性的定标数据均不足以准确评估其实际性能。定标技术必须在卫星遥感器的研制、测试、运行和数据应用的全过程保证不确定度的要求，校准各阶段的观测精度，克服单次定标实验和单个标准器引起的系统误差，验证全寿命期间的数据精度，并通过共同的溯源保障多个卫星之间数据的可比较性。全过程定标主要包括5个主要环节：定标方案设计、实验室定标、星上定标、地面同步替代定标以及数据校正，如图1所示。
图1全过程定标的各环节定标方案的设计从用户定量化应用的数据精度要求出发，结合具体遥感器的工作方式，将精度要求合理地分配到遥感器各部件和定标各环节，并设计出针对性的定标技术途径和设备条件。实验室定标的主要作用是确定传感器的响应并评估其不确定度。星上定标长期地监测传感器响应的衰变，并可以进行阵列传感器响应均匀性校正。在轨阶段的替代定标可以验证传感器的辐射响应并进行多个传感器的交叉定标。任何一种定标手段和设备都不是绝对准确的，都存在其自身无法消除的系统性偏差。为了保证和提高定标精度，目前的技术趋势是同时利用以上3个独立的定标手段相互验证和比较，降低和消除单次定标实验和单个定标设备本身的系统偏差，保证卫星数据的质量。数据校正的目的，是根据用户对具体地球物理参数的要求，发展遥感器响应变化的预测模型，结合实验室、星上和地面定标数据，提供及时的定标系数更新。全过程定标在客观上要求合理分配研制－运行过程中的不确定度指标，而不仅依赖于某一个环节。这有赖于制定合理的定标技术流程和规范，保障各个环节的不确定度能够达到预期的指标，从而在总体上提高定标的效率和效费比。全过程定标意味着，定标技术不仅需要解决自身的关键技术，同时需要面向卫星遥感器工程化应用，面向遥感数据的定量化应用。全过程定标在具体实施过程中需要大量技术资源的长期支持，也需要载荷研制方、用户方和定标技术研发人员的多层面协作，同时需要管理机构的充分协调。全过程定标技术链路上任一环节的不足，均会影响其整体保障作用。第5期郑小兵：高精度卫星光学遥感器辐射定标技术372.2系统级定标系统级定标是相对于单元级定标或器件级定标而言的。其目的是在接近真实工作状态和环境条件下，对传感器系统整体的性能进行定标和评估，并通过规范化的技术流程验证和保障长期的定标精度和有效性。图2所示是光学遥感器单元级定标与系统级定标的内容和联系。
图2单元级与系统级定标的内容和联系以往的应用效果表明，简单地把传感器各单元的光谱响应率、透过率或反射率相乘来得到整体响应的方法可能引起显著的误差，原因是忽视了各单元之间的相互影响（如杂散光等）。实验室、星上及在轨期间，均要求进行全光路、全孔径、全视场的辐射定标，这是针对以往侧重传感器单元定标的技术提高要求。光学载荷的精度与其光谱、空间和时间响应、偏振以及工作条件等性能紧密相关。下一代载荷的光谱分辨率普遍提高，光谱通道数目大大增加，动态范围扩大，这要求在基本的辐射响应定标之外，还必须发展精细光谱、动态范围及线性、空间和时间响应均匀性等方面的定标技术，以完备评估传感器的性能和数据质量。
3精细光谱扫描定标技术
超光谱有效载荷（光谱分辨力/△一般高于1000，其中是通道中心波长，△是通道光谱宽度。）是定量化光学遥感和全球气候环境监测等应用领域的关键观测手段之一。在超光谱有效载荷的工作通道内进行精细光谱扫描方式下的辐射和光谱定标，要求定标光源具有以下特征：1）高光谱分辨率；2）大面积的均匀、准朗伯光源用于辐亮度响应度定标；3）辐照度空间均匀；4）宽动态范围可调的光谱辐通量水平。传统光源包括光谱辐射照度标准灯、内置灯积分球光源和单色仪系统等，由于其自身的限制均不能同时满足上述要求。可调谐激光器技术的发展，使得在辐射定标领域引入高功率、单色、波长可调谐的光源成为可能。可调谐激光具有单色性好、光谱辐通量水平高以及可以在宽波段范围内调节波长等优点。可调谐激光和积分球的有效结合形成的定标光源，可以同时满足以上4种要求。固体调谐激光器能够实现超光谱分辨的连续波长扫描，利用溯源于低温绝对辐射计的标准传递辐亮度探测器，可以将单色绝对辐亮度精确传递到待定标的遥感器，获得待定标遥感器的高精度光谱辐亮度响应航天返回与遥感2011年第32卷38度。利用调谐激光的精细光谱扫描定标技术相对于传统的灯-单色仪系统具有许多优点：1）激光的波长不确定度和线宽均可以很容易地达到优于0.001nm，是一种理想的单色光源，更容易测量光谱响应度的细节特征。2）较高的辐通量和较低的杂散光能够实现109量级的动态范围，可用于通道外泄露的高精度测量，而灯-单色仪系统在动态范围的低端很难保障足够的信噪比。3）可以直接溯源于低温辐射计初级辐射标准，能够实现低于0.1%的光谱辐照度和辐亮度响应度定标的不确定度[1]。图3是实验室超光谱响应度扫描定标系统示意图[2]。高功率、可调谐波长的激光导入积分球后，在积分球出口形成均匀、朗伯性的面光源。激光功率稳定器可以调节积分球输出辐亮度的动态范围。为了使积分球光源出射光场具有良好的朗伯特性，设计外部激光双光路导入方式，通过调整分束镜的入射角度使得两路光的功率近似相等，采用积分球内部旋转漫射板的方法去除由于激光空间相干性产生的散斑。在积分球上安装监测探测器，用来监测和修正定标过程中由于入射激光功率波动引起的积分球光源辐亮度变化。积分球出射光的绝对光谱辐亮度由标准探测器校准，后者的光谱辐亮度响应度溯源于低温绝对辐射计。上位机软件控制二维平移台，使标准探测器和待定标仪器相继对准积分球出口中心进行观测，采用替代法把标准探测器的光谱辐亮度响应度传递到待定标探测器。
图3实验室超光谱响应度扫描定标系统示意图利用图3所示定标系统进行光谱辐亮度绝对响应度定标，不确定度主要来自于标准探测器的定标精度、光源的辐射特性以及标准传递过程。国内外初步研究结果表明，其合成标准不确定度可达0.5%~1%[2]，明显优于传统单色仪系统5%左右的定标不确定度。第5期郑小兵：高精度卫星光学遥感器辐射定标技术394可调光谱定标光源技术
参考光源是辐射定标系统中不可缺少的关键设备。传统上参考光源也同时作为量值传递的手段，例如在可见光—短波红外波段（350～2500nm），经过校准的卤钨灯可作为光谱辐照度的传递标准，而精密温控的黑体被广泛地应用于热红外波段的光谱辐亮度标准传递。这些参考光源具有接近于理想黑体辐射的宽谱段连续、平滑的光谱分布。为了保持参考光源量值的准确性和可复现性，其工作条件有特殊的要求，例如卤钨灯要求固定的供电电流，黑体要求固定的工作温度，这实际上限制参考光源仅具有某种单一和固定的光谱辐射分布。近年来随着空间对地观测、环境污染在线监测、气候长期变化监测等技术的迅速发展，光电探测器应用范围不断扩大，应用方式日益复杂，光谱响应度的定标精度要求不断提高。特别地，光辐射测量与多光谱、超光谱成像技术的结合，对于辐射定标系统中参考光源的功能提出了新的要求。例如：参考光源与待观测目标的光谱分布尽量接近，是保障宽通道（0.1）遥感器绝对响应度定标精度的基本要求，多光谱（0.01）遥感器的光谱响应定标一般要求进行通道内的精细光谱扫描，而在超光谱（0.001）成像遥感器的定标中，则要求在足够的信噪比下进行单色光响应度的定标。固定单一光谱分布的参考光源在同时满足量值传递和新的应用需求时存在一系列的困难。例如：其光谱分布很难与千变万化的目标光谱实现匹配，改变光谱分布虽然在技术上可行（如改变工作电流或温度），但与其保持和传递量值的工作条件相矛盾。传统参考光源单色辐射通量相对较低，在分光后进行精细光谱扫描时，以使待定标遥感器达到足够的信噪比，直接制约了定标精度，分光器件本身所引入的不确定度往往也很难准确评定。在空间对地观测、环境监测等领域，可见光～短波红外波段（350～2500nm，或称太阳反射波段）是最重要的工作波段之一。这一波段光电探测器的实验室辐射定标多采用内置卤钨灯的积分球作为定标参考光源，卤钨灯的典型色温约为2900K。在野外、卫星等实际工作平台上，光学遥感器观测到的是目标反射的、和太阳色温（约5900K）接近的辐射，与定标参考光源的光谱存在明显的差异。定标参考光源与目标辐射之间的光谱差异可能导致定标结果本身包含有光谱不匹配所引入的不确定度[3]。遥感器的带宽越宽，测量值和真实值之间的相对误差越大。对于窄带的遥感器，光谱不匹配产生的相对误差对测量的精度影响相对较小，但对于宽带的遥感器，这一影响难以忽略。因此，在实验室定标中，特别针对宽波段探测器（例如全色相机），参考光源应尽可能模拟待观测目标的光谱分布，以降低光谱非匹配的不确定度贡献。国内外近年来采用LED（发光二极管）作为发光器件，研发了光谱可调参考光源，以解决参考光源与目标光谱的匹配问题，特别是在短波波段，LED可以有效提高参考光源的辐射亮度，使其能够接近太阳反射光谱[4]。LED的光谱辐射分布与普通的光源不同，它是一种仅次于激光的窄带光源，单种LED的发光带宽通常在20nm到50nm之间。图4中显示了数十种LED的光谱分布，要获得宽波段光谱，需要不同波长的LED组合使用。
辐射定标等相关概念
一、遥感图像几何处理包括粗加工和精加工
粗加工：只做系统误差改正（由构像方程）
精加工：消除图像中的几何变形，一是像素坐标的转换，将图像坐标转变为地图或地面坐标；二是对坐标变换后的像素亮度进行重采样。（亮度重采样一般利用间接法，从空白的输出图像阵列出发，按行列的顺序依次对每个输出像素点位反求其原始图像坐标中的位置。）
二、辐射处理包括传感器辐射定标和辐射校正
辐射定标包括绝对和相对定标，绝对定标要得到目标的辐射绝对值，相对辐射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。（辐射定标方法：MSS标定楔，TM星上定标光源，SPOT均匀场景图像，其他方法有直方图均衡化。）
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。辐射校正包括影像的辐射校正、太阳高度角和地形影响引起的辐射误差校正、大气校正。（地面辐射校正场——用来对辐射定标和辐射校正后的结果进行验证和修正，提高辐射定标和校正的精度。）
一般情况下，用户得到的遥感图像在地面接收站处理中心已经作了辐射定标和辐射校正。
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。
SAR辐射定标技术研究与应用
SAR 辐射定标技术研究与应用
SAR 辐射定标技术研究与应用
随着卫星遥感技术的发展，合成孔径雷达（SAR）成像技术得到了广泛的应用。SAR 可以在任何天气条件下获取地面信息，具有高分辨率和高角分辨率等特点，因此在地质勘探、地形测绘、环境监测等领域中发挥了重要作用。SAR 辐射定标技术是 SAR 成像技术中的重要环节，主要用于消除系统和外界因素对成像效果的影响，以提高 SAR 图像的质量和精度。
一、SAR 辐射定标技术的概念
SAR 辐射定标技术是指针对 SAR 系统接收机和发射机的参数，对
SAR 图像进行校正和标定的技术手段。SAR 辐射定标技术主要包括发射机功率、接收机增益、辐射成像几何校正、滤波器和极化校正等过程。
它主要作用于提高 SAR 图像的质量和精度，以确保 SAR 图像的信息准确、可靠和可比性。
二、SAR 辐射定标技术的影响因素
SAR 辐射定标技术的实现需要考虑到多种影响因素，包括地球表面反射、天线模式和噪声等因素。其中反射系数和天线模式是影响 SAR 辐射定标效果的关键因素。反射系数的大小与地表物理特性相关，天线模式则与 SAR 系统的天线结构和方向特性相关。因此，对这些参数进行准确的测量和分析，对 SAR 辐射定标技术的实现至关重要。
三、SAR 辐射定标技术的方法
（一）发射机功率校正
发射机功率校正是 SAR 辐射定标技术的基础操作之一。在工作时，
SAR 系统的发射机功率会受到一定的外界因素的干扰，例如发射机温度、电路老化等因素。发射机功率校正的目的是检查和校准其输出功率与设 定功率之间的差异，以保证信号的稳定性和准确性。发射机功率校正可以采用外部干扰器、内部校准器或 RF 功率计进行。
（二）接收机增益校正
接收机增益校正是 SAR 辐射定标技术的重要环节。接收机的增益变化可能会对 SAR 图像的亮度和对比度造成影响。增益校正的目的是检查和校正 SAR 接收机的增益和灵敏度，确保其识别场景特征的能力稳定和
高精度中远红外辐射定标技术研究
第２８卷第３期 ２００６年３月 红外技术 Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖｏ１．２８ Ｎｏ．３ ＭａＬ ２ｏｏ６
（测试技术）
高精度中远红外辐射定标技术研究
张磊，郑小兵，李 双，王 骥，乔延利，王乐意
（中国科学院安徽光学精密机械研究所遥感研究室，安徽合肥２３００３ １）
摘要：红外辐射定标是红外遥感信息定量化的关键技术之一。从我国空间红外传感器的发展要求出发，
结合国外基于绝对低温辐射计的红外辐射定标技术研究状况，提出了利用宽波段可调谐激光器和球状
ＩｎＳｂ、ＨｇＣｄＴｅ光电探测器以及薄膜热电堆探测器Ｔｓ一７６来实现高精度中远红外辐射定标的技术方案。
关键词：绝对低温辐射计；红外辐射定标；不确定度
中图分类号：ＴＮ２１６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－８８９１（２００６）０３－０１７８－０６
Ｈｉｇｈ Ａｃｃｕｒａｔｅ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ａｔ
Ｍｉｄｄｌｅ ｉｎｆｒａｒｅｄ ａｎｄ Ｆａｒ ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ
ＺＨＡＮＧ Ｌｅｉ，ＺＨＥＮＧ Ｘｉａｏ－ｂｉｎｇ，ＬＩ Ｓｈｕａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｊｉ，ＱＩＡＯ Ｙａｎ－ｌｉ，ＷＡＮＧ Ｌｅ－ｙｉ （Ｒｅｍｏｔｅ Ｓｃ￣ｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ａｎｈｕｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＯｐｔｉｃｓ ａｎｄ Ｆｉｎｅ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ａｎｈｕｉ Ｈｅｆｅｉ ２３００３１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｆｒａｒｅｄ ｒａｄｉｏｍｅｔｒｉｃ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｉＳ ｏｆ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｆｏｒ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｑｕａｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｒｅ—
ｍｏｔｅ ｓｅｎｓｉｎｇ ｏｆ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｔ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｗｅ ｐｒｏｐｏｓｅ ｐｌａｎｓ ｆｏｒ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ａｔ
离轴三反宽视场空间相机的辐射定标
第18卷 第7期2010年7月 光学精密工程 OpticsandPrecisionEngineering Vol.18 No.7 Jul.2010
收稿日期:2009206225;修订日期:2009208226. 基金项目:国家863高技术研究发展计划资助项目(No.863222521213B)文章编号 10042924X(2010)0721491207
离轴三反宽视场空间相机的辐射定标
任建伟1,刘则洵1,2,万 志1,李宪圣1,任建岳1
(1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春130033;
2.中国科学院研究生院,北京100039)
摘要:离轴三反(TMA)光学系统是目前最先进的空间对地观测相机的光学系统。本文在分析离轴TMA宽视场空间相机成像机理的基础上,针对其光学系统光路和结构的特点,提出了分视场定标和利用特殊开口形状积分球的全视场定标两种方案,并采用两种定标方案分别对离轴TMA宽视场空间相机两个不同阶段的样机进行了实验室辐射定标,定标结果表明两种方案切实可行,满足该相机实验室辐射定标要求。通过对提出的两种实验室辐射定标方案优缺点的分析,得出两种定标方案不同的使用条件,结果显示两种定标方案的定标精度分别为1.68%和1.89%。关 键 词:离轴三反(TMA)系统;空间相机;辐射定标中图分类号:V475.3;TP73 文献标识码:A doi:10.3788/OPE.20101807.1491
Radiometriccalibrationofoff2axisthree2mirror2anastigmat
spacecamerawithwideviewingfield
RENJian2wei1,LIUZe2xun1,2,WANZhi1,LIXian2sheng1,RENJian2yue1
(1.ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,
辐射定标原理与方法
辐射定标原理与方法
嗨，朋友！今天咱们来聊聊一个超酷的话题——辐射定标。你可能会想，这是啥玩意儿？听我慢慢道来。
我有个朋友叫小李，他在一家做遥感图像的公司上班。有一次，我去他公司玩，看到那些花花绿绿的遥感图像，觉得特别神奇。我就问他：“小李啊，这些图像怎么这么准确呢？看起来就像真的从天上俯瞰大地一样。”小李笑着跟我说：“这可多亏了辐射定标啊。”我当时就懵了，辐射定标？这听起来就像是来自外太空的术语。
那到底什么是辐射定标呢？简单来说，辐射定标就像是给测量辐射的仪器做个精准的尺子。你想啊，假如你要量东西，尺子不准，那量出来的结果肯定不对呀。辐射定标就是要让测量辐射的仪器知道，多少辐射量对应的是多少数值。这就好比我们要知道一杯水有多少毫升，得先有个标准的刻度杯一样。
辐射定标有它的原理呢。想象一下，辐射就像一群调皮的小粒子在到处跑。仪器要捕捉它们，就像我们用网去捞鱼一样。但是每个网的大小、疏密不一样，捞到鱼的数量和种类可能就不一样。仪器也一样，不同的仪器对辐射的感应是不同的。所以我们得建立一个标准，让所有的仪器都按照这个标准来衡量辐射量。这就像是让所有捞鱼的网都按照同样的标准制作，这样捞到鱼的数量才有可比性。 那怎么进行辐射定标呢？这里面的方法可不少。有一种叫实验室定标。这就像是运动员在训练基地进行特训一样。在实验室里，我们可以控制各种条件，比如温度、湿度、光照等等。把仪器放在这样一个稳定的环境里，然后用已知辐射量的光源去照射它。就好比给运动员一个标准的训练环境和明确的训练目标一样。仪器这个时候就会产生一个对应的响应值。通过多次这样的实验，我们就能建立起辐射量和仪器响应值之间的关系。这关系就像是一把钥匙，能让我们准确地解读仪器测量到的数值。
还有一种定标方法叫现场定标。这有点像在实际比赛场地对运动员进行最后的调整。现场定标就是把仪器带到实际测量的地方，比如说在一片田野或者一座山上。在这个真实的环境里，利用一些已经被精确测量过辐射量的目标物来对仪器进行定标。比如说，我们知道某个白色的板子在这个环境下的辐射量是多少，然后用仪器去测量这个板子，看看仪器给出的数值是多少。这样就能在真实的环境下对仪器进行校准。这就好比运动员在比赛场地进行最后的热身和调整，确保在正式比赛的时候发挥出最佳水平。
成像光谱仪光谱与辐射定标
成像光谱仪的光谱定标和辐射定标的目的是为了确定遥感传感器的波段中心波长和带宽，以及光谱响应函数，并监测仪器性能的变化，相应调整定标参数。
光谱定标是通过各种标准辐射源，在不同波谱段建立成像光谱仪入瞳处的光谱辐射亮度值与成像光谱仪输出的数字量化值之间的定量关系。具体来说，它是在仪器运行之后，还需要定期定标，以监测仪器性能的变化，相应调整定标参数。
辐射定标是建立成像光谱仪入瞳处的光谱辐射亮度值与标准辐射源的定量关系。它通过各种标准辐射源，如绝对辐射源（如标准辐射源、标准灯）或相对辐射源（如黑体辐射源），在成像光谱仪的入瞳处进行定标，以确定各波段的光谱辐射亮度值。
此外，在遥感数据获取中，专门针对航空遥感尤其是无入机遥感载荷的定标场建设及外场光谱与辐射定标理论方法研究的缺失，严重影响了航空遥感数据定量化水平。因此，建设专门的定标场并开展外场光谱与辐射定标理论方法研究是非常必要的。
总的来说，成像光谱仪的光谱与辐射定标是为了提高遥感数据的准确性和可靠性，是遥感数据获取的重要环节。
高精度卫星光学遥感器辐射定标技术
３６ 航天返回与遥感 ＳＰＡＣＥＣＲＡＦＴ ＲＥＣ０ＶＥＲＹ＆ＲＥＭＯ ＩＥ ＳＥＮＳＩＮＧ 第３２卷第５期 ２０１１年１Ｏ月
高精度卫星光学遥感器辐射定标技术
郑小兵１＇ （１中国科学院通用光学定标和表征技术重点实验室，合肥２３００３１） （２中国科学院安徽光学精密机械研究所光学遥感中心，合肥２３００３１）
摘 要 随着长期气候变化等观测新需求和高分辨对地观测等新手段的发展，空间光学仪器面临进一 步提高辐射定标精度的要求。文章从空间光学仪器定标精度的制约因素和全过程定标的实现等方面，分析
了国际相关领域的技术进展，并就新型定标技术的研究和应用提出建议与展望。 关键词 辐射定标光学遥感卫星 中图分类号：Ｖ４４３＋．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—８５１８（２０１１）０５—００３６—０８
Ｈｉｇｈ－Ａｃｃｕｒａｃｙ Ｒａｄｉｏｍｅｔｒｉｃ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｅｍｏｔｅ Ｓｅｎｓｏｒｓ
Ｚｈｅｎｇ Ｘｉａｏｂｉｎｇ
（１Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｈｅｆｅｉ ２３００３１，Ｃｈｉｎａ） （２Ａｎｈｕｉ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｏｐｔｉｃｓ ａｎｄ Ｆｉｎｅ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｈｅｆｅｉ ２３００３１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｅａｒｔｈ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｄｅｍａｎｄ ｈｉｇｈｅｒ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ａｂｓｏ－ ｌｕｔｅ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｓｐａｃｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｅｎｓｏｒｓ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｂｒｉｅｆｌｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｃｕｒ—
遥感影像辐射定标
遥感影像辐射定标
摘要：
1.遥感影像辐射定标的概述
2.遥感影像辐射定标的方法
3.遥感影像辐射定标的应用
4.遥感影像辐射定标的未来发展
正文：
【一、遥感影像辐射定标的概述】
遥感影像辐射定标是指通过一定的方法和技术，将遥感传感器获取的数字影像数据转换为实际辐射亮度的过程。在遥感影像处理中，辐射定标是关键步骤之一，其目的是获取地表真实的辐射亮度信息，为后续遥感影像的解译和分析提供准确的数据基础。
【二、遥感影像辐射定标的方法】
遥感影像辐射定标的方法主要分为以下几种：
1.实验室定标：通过在实验室内模拟不同辐射亮度的场景，对遥感传感器进行辐射定标。实验室定标可以获取较为精确的定标数据，但需要专门的设备和技术。
2.野外定标：野外定标是在实际的自然环境中进行的，通过对已知的辐射亮度进行测量，获取遥感传感器的响应值，从而实现辐射定标。野外定标较为简便，但受实际环境因素的影响，定标数据的精度相对较低。
3.星上定标：星上定标是指在遥感卫星运行过程中，利用卫星上的仪器对太阳、地球等辐射源进行观测，从而实现遥感传感器的辐射定标。星上定标具有较高的精度，但需要卫星具备相应的技术和设备。
【三、遥感影像辐射定标的应用】
遥感影像辐射定标在许多领域都有广泛的应用，如：
1.环境监测：通过对遥感影像进行辐射定标，可以获取地表真实的辐射亮度信息，从而实现对环境污染、生态破坏等问题的监测和评估。
2.农业应用：在农业领域，遥感影像辐射定标可以为农作物估产、病虫害预测等提供重要依据。
3.城市规划：通过对城市地区的遥感影像进行辐射定标，可以获取城市建设、土地利用等方面的详细信息，为城市规划和管理提供支持。
【四、遥感影像辐射定标的未来发展】
随着遥感技术的不断发展，遥感影像辐射定标将面临更高的要求和挑战。未来的遥感影像辐射定标将朝着以下几个方向发展：
1.定标方法的改进：为了提高遥感影像辐射定标的精度和效率，未来将会出现更多新型的定标方法和技术。
viirs辐射定标
viirs辐射定标
VIIRS（Visible Infrared Imaging Radiometer Suite）是一种用于卫星遥感的传感器，用于测量地球表面的辐射。辐射定标是指校准和调整VIIRS传感器以确保其测量的辐射数据准确可靠。辐射定标过程涉及多个步骤和技术，以确保传感器测量的辐射数据与地面真实情况相符。
辐射定标的过程包括以下几个方面：
1. 绝对定标，通过使用标准辐射源（如辐射标准灯）来确定传感器的绝对响应，以确保测量的辐射数据具有可追溯性和准确性。
2. 相对定标，通过比较不同波段的辐射数据，来校准不同波段之间的响应差异，以确保整个光谱范围内的一致性和准确性。
3. 在轨定标，通过定期使用地面观测站或大气模型来监测和调整传感器的定标，以考虑大气影响和传感器老化等因素。
4. 遥感数据验证，使用地面观测站或其他遥感数据来验证VIIRS传感器测量的辐射数据，以确保其准确性和可靠性。
VIIRS辐射定标的目的是确保其测量的辐射数据可以用于各种应用，如气象预报、环境监测、农业和地质勘测等领域。通过精确的辐射定标，可以提高遥感数据的质量和可靠性，从而为用户提供更准确的信息和分析结果。这些辐射定标技术和过程对于保证遥感数据的科学和应用价值至关重要。