基于6S模型的FY-3AMERSI可见光到近红外波段大气校正
大气辐射传输模型
[转载]大气辐射传输模型已有 968 次阅读2010-11-6 14:31|个人分类:未分类|系统分类:科普集锦|关键词:辐射传输转自/s/blog_4b700c4c0100jgl7.html相对辐射校正和绝对辐射校正基于物理模型的绝对辐射校是利用一系列参数(例如，卫星过境时的地物反射率，大气的能见度，太阳天顶角和卫星传感器的标定参数等)将遥感图像进行校正的方法。
仪器引起的误差畸变一般在数据生产过程中由生产单位根据传感器参数进行了校正。
对于用户来所，绝对辐射校正的方法主要是辐射传输模型法，该方法校正精度较高，它是利用电磁波在大气中的辐射传输原理建立起来的模型对遥感图像进行大气校正的方法。
由于有不同的不同的假设条件和适用的范围，因此产生很多可选择的大气较正模型，例如 6S模型、LOWTRAN模型、MODTRAN模型、ATCOR模型等。
基于统计模型的相对辐射校正,主要包括不变目标法、黑暗像元法与直方图匹配法等等。
不变目标法假定图像上存在具有较稳定反射辐射特性的像元，并且可确定这些像元的地理意义，那么就称这些像元为不变目标，这些不变目标在不同时相的遥感图像上的反射率将存在一种线性关系。
当确定了不变目标以及它们在不同时相遥感图像中反射率的这种线性关系，就可以对遥感图像进行大气校正。
黑暗像元法的基本原理就是在假定待校正的遥感图像上存在黑暗像元区域、地表朗伯面反射、大气性质均一，忽略大气多次散射辐照作用和邻近像元漫反射作用的前提下，反射率很小的黑暗像元由于大气的影响，而使得这些像元的反射率相对增加，可以认为这部分增加的反射率是由于大气程辐射的影响产生的。
利用黑暗像元值计算出程辐射，并代入适当的大气校正模型，获得相应的参数后，通过计算就得到了地物真实的反射率。
直方图匹配法是指如果确定某个没有受到大气影响的区域和受到大气影响的区域的反射率是相同的，并且可以确定出不受影响的区域，就可以利用它的直方图对受影响地区的直方图进行匹配处理。
基于棉田光谱的FY-3A／MERSI与MODIS植被指数关系研究
风 云 三号 Ａ星 （Ｙ一Ａ） 我 国于 ２０ ｖ ３ 是 ０８年 ５月
光谱观测所使用的仪器有野外光谱仪和标准参 考板 。野外光谱仪的光谱范围为 ３０ ２５０ ｍ， ５ ～ ０ 光 ｎ 谱分辨率为 １ ｍ， 标准参考板反射率约 ０ ９ 接 近 ｎ ．， ９ 理想的漫反射板 ，作为反射参考标准板。在太 阳辐 射 照度 不变 的 瞬间 ，分别 对参 考板 和测 量 目标 进行 数据采集 ，计算后可获得被测 目标反射比。计算采 用了通过参考板进行光谱反射率修正的方法 ：
ｃ ｅ ｃｅ ｔ ｆｒｍ ｔ ｓｎｉｇｉ ａ ｅ ａ ． （ Ｄ Ｉ ｎ ．６ Ｒ Ｉ．ｈ ｏｆｃ ｎ ｆ ｅｅａ ｏ ｏｆ ｉｎ ｏ ｏｅ ｅ ｓ ｇｓｗ ｓ０９ Ｎ Ｖ ）ａ ｄ ０ （ Ｖ ） ｅｃ ｅ ｉｉ ｔ ｇｔ ｉｎ ｉ ｆ ｅ ｎ ｍ ８ ９ Ｔ ｆ ｅ ｏｖ ｔ
２ ７日发射 的第 ２ 代极轨气象卫星系列的第 ｌ 颗卫 星 。星上携带 的中分辨率光谱成像仪 Ｍ Ｒ Ｉ主要 Ｅ Ｓ， 探 测 云 特性 、 被 、 面特 征 、 面温 度 等 。ＭＥ Ｓ 植 地 表 ＲＩ 星下 点空 间分 辨 率有 ２０ｎ 和 １ ０ 两种 ，每天 ５ ｌ ０ｍ ０
（ ． ｒｍ ｉ ｔ ｒｌｇ ａ Ｓ ｔｌｔ ｒｕ ｄＳａｉｎ Ｕ ｕ ｑ ３ ０ ， ｈｎ ；．ａ ｏａｏｙｏ ａ ｉｍ ｔｃ １ ｕ ｑ ｅ ｏｏ ｉ ｌ ａ ｌｅＧ ｏ ｎ ｔｔ ， ｒｍ ｉ ０ １ Ｃ ｉａ ２Ｌ ｂ ｒｔ ｆ ｄｏ ｅ ｉ Ｕ Ｍｅ ｏ ｃ ｅｉ ｏ ８ １ ｒ Ｒ ｒ
４ ９
ｔ ｜ ＊ 穗 “ 鼯
。
——
研究论文
ｉ
沙 漠 与 绿 洲 气 象
。
第５ 卷 第４ 期
２ １ 年 ８月 ０１
大气校正原理
大气校正原理大气校正是遥感影像处理中的一个重要环节，它是指根据大气光学特性对遥感影像进行校正，以消除大气因素对影像的干扰，使得影像更加真实和准确。
大气校正原理是基于大气对遥感影像的影响进行分析和处理，通过数学模型和物理原理来实现对影像的校正。
下面将从大气光学特性、大气校正的基本原理以及常用的大气校正方法进行介绍。
1. 大气光学特性。
大气光学特性是指大气对太阳辐射的吸收、散射和透射等光学过程。
在遥感影像中，大气光学特性主要表现为大气散射和吸收对影像的遮蔽和变暗效应。
大气散射会导致影像中出现较大的散射光斑和较低的对比度，而大气吸收则会导致影像中出现较大的暗区和光斑不均匀现象。
因此，了解大气光学特性对于进行大气校正具有重要的意义。
2. 大气校正的基本原理。
大气校正的基本原理是通过建立大气光学模型，对影像进行修正，消除大气因素对影像的影响。
大气校正的过程可以简单描述为，首先，根据大气光学特性建立大气传输模型，模拟大气对太阳辐射的吸收和散射过程；然后，根据影像中的光谱信息和地物特性，对影像进行大气校正，消除大气因素的影响，使得影像更加真实和准确。
3. 常用的大气校正方法。
目前，常用的大气校正方法主要包括大气校正模型和大气校正软件两种。
大气校正模型是基于大气光学特性建立的数学模型，如大气校正模型6S、MODTRAN等，通过模拟大气传输过程，对影像进行校正。
而大气校正软件则是基于这些模型开发的软件工具，如ATCOR、FLAASH等，能够快速、准确地对影像进行大气校正处理。
总结。
大气校正是遥感影像处理中的一个重要环节，它能够消除大气因素对影像的干扰，使得影像更加真实和准确。
大气校正的原理是基于大气光学特性建立数学模型，通过模拟大气传输过程对影像进行校正。
常用的大气校正方法主要包括大气校正模型和大气校正软件两种。
通过对大气校正原理的了解，能够更好地进行遥感影像处理和应用。
大气遥感第六章：大气效应校正和大气参数反演
（2）对于热红外波段，多次散射一般可以忽略不计，但大气和地表 自身发射必须考虑。
（3）对于中红外波段，则既需要考虑地表与大气自身的发射，同时 又要考虑大气的多次散射作用，因此更加复杂，我们不展开讨论。
23
仅讨论可见光/近红外波段 为了问题的简化，在地表朗伯体、大气水平均一假设条件下， 我们可以得到：
其中
，
； 分别为观测天顶角与太阳天顶角；
为传感器接L受(到v的) 辐射亮度， 为观测方向的路径辐射项； 为地
表反射率；S为大气下界的半球反射率； 为大气层顶与太阳光垂直
方向的通量密度。
9
利用入射太阳辐射项 归一化上式可得：
从物理实质上看，这是地-气系统辐射传输问题，对 地表遥感而言，即为大气效应校正问题，而对大气遥感 而言，则是地表背景作用的扣除问题，确切的说，这是 同一个问题的两个方面。
对同一波长而言，卫星对地观测在同一时刻只有一 个观测值，而至少有两个或者两个以上的未知量（即大 气光学厚度和地表反照率），因此问题的解事不确定的， 必须要增加新信息，以解决反演求解的不确定性。
14
（4）其它大气校正方法
·直方图匹配法(Histogram Matching Methods)：假设晴空条 件与大气浑浊条件下地表反射率的直方图分布相同;算法被ERDAS和PCI 等图像处理软件采用；
·反差减少法（Contrast Reduction Methods）：气溶胶散射 减小地表反射率的差异，因此局部图像方差可以用于估算气溶胶光学厚 度;
简述大气校正的流程
1. 收集大气校正所需信息：大气传输模型参数：收集用于大气校正的大气传输模型参数，这通常包括大气水汽含量、气溶胶光学厚度等。
这些参数可以通过气象站观测、气象模型、气象卫星数据等获取。
太阳和观测几何信息：获取影像获取时的太阳天顶角、太阳方位角，以及观测天顶角、观测方位角等信息。
这些参数对于计算大气校正时的辐射传输很重要。
2. 选择大气校正模型：选择适当的大气校正模型是关键的一步。
不同的模型适用于不同的气象条件和传感器特性。
一些常见的大气校正模型包括：●标准大气模型（Standard Atmospheric Model）：基于大气中的吸收和散射的基本物理过程，考虑水汽、气溶胶、气体等的影响。
●MODTRAN（Moderate Resolution Atmospheric Transmission）：这是一个用于计算大气传输的计算机程序，可以模拟大气吸收、散射等效应。
●6S模型（Second Simulation of the Satellite Signal in the Solar Spectrum）：用于计算太阳光在大气中传输和反射的模型，适用于辐射度校正。
3. 执行大气校正：获取遥感数据：获取待处理的遥感图像数据，包括可见光和红外波段的多光谱或高光谱数据。
计算大气校正所需参数：利用收集的大气传输模型参数和太阳、观测几何信息，计算大气校正所需的参数。
执行大气校正计算：利用选定的大气校正模型，将原始数字值转换为辐射度或反射率。
这个步骤通常包括对每个波段进行单独的校正。
可选：反射率计算：对于可见光和红外波段，可以将辐射度进一步转换为反射率，以便更好地比较不同波段的数据。
4. 验证和调整：验证结果：验证大气校正的效果，检查校正后的图像是否更加真实地反映了地表的特征。
调整参数：根据验证结果，可能需要调整大气传输模型参数，以获得更准确的校正效果。
注意事项：●大气校正的精确性受到大气条件的影响，例如云量、气溶胶浓度等。
应用FY-3A／MERSI数据反演土壤水分的研究
应用FY-3A／MERSI数据反演土壤水分的研究摘要在分析应用遥感资料测量土壤水分方法的基础上，运用反演土壤水分的表观热惯量模型，研究了一种可以应用FY-3A数据反演土壤水分的方法。
根据一实例，结合实测数据，拟合出表观热惯量与土壤含水量的关系模型，并验证该方法的可行性。
结果表明：应用此种方法反演辽西地区春季的土壤水分状况，在0~20 cm土层内具有较高的精度，而在30 cm以下土层的精度较低。
据此找到一种适用于FY-3A数据的土壤水分实时监测方法，可为今后运用FY-3A数据反演土壤水分提供一套可用方法。
AbstractBased on the analysis of applying remote sensing methods to measure soil moisture，using apparent thermal inertia model to invert soil moisture，the paper discussed a method of using FY-3A data inverting the soil moisture.Through an example，according the measured data，the relation model of the apparent thermal inertia and soil water content was fitted and the feasibility of this method was validated.Results showed that inverting spring soil moisture status in western area of Liaoning by the method，the accuracy was higher at 0~20 cm soil，but theprecision was lower under 30 cm soil.Accordingly，finding a suitable FY-3A data real-time monitoring method of soil moisture could provide an available method for future by FY-3A data inverting soil moisture.Key wordssoil moisture；apparent thermal inertia；MERSI/MODIS data土壤水分是土壤的一个重要组成部分，是影响农作物生长发育和产量预报的重要参数[1]，同时也是表征土地退化和干旱的重要指标[2]。
大气校正
大气校正大气校正是定量遥感中重要的组成部分。
本专题包括以下内容：∙ ∙ ●大气校正概述∙ ∙ ●ENVI中的大气校正功能1大气校正概述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、辐射率或者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。
用来消除大气中水蒸气、氧气、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。
大多数情况下，大气校正同时也是反演地物真实反射率的过程。
图1.jpg图1 大气层对成像的影响示意图很多人会有疑问，什么情况下需要做大气校正，我们购买或者其他途径获取的影像是否做过大气校正。
通俗来讲，如果我们需要定量反演或者获取地球信息、精确识别地物等，需要使用影像上真实反映对太阳光的辐射情况，那么就需要做大气校正。
我们购买的影像，说明文档中会注明是经过辐射校正的，其实这个辐射校正指的是粗的辐射校正，只是做了系统大气校正，就跟系统几何校正的意义是一样的。
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、地表辐射率、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，其结果不考虑地物的实际反射率。
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。
大气辐射校正-6S-实习【课件】共26页文档
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与 艰难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
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
亮度单位*： w/m2srm
10
m/w cm 2srm
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（Offபைடு நூலகம்et）量纲和含 义
m/w cm 2sr
➢毫瓦/（平方厘米*球面度）
➢毫瓦/ （平方厘米*球面度*微m 米/）w cm 2srm
* coefficients xa xb
xc
: .00450 .02945 .08062
* y=xa*(measured radiance)-xb; acr=y/(1.+xc*y)
*************************************************
y=0.00450*b1-0.02945
*
-----------------------------
* input apparent reflectance
: .309
* measured radiance [w/m2/sr/mic] : 90.000
FY-3A扫描辐射计的可见近红外通道在轨场地定标
FY-3A扫描辐射计的可见近红外通道在轨场地定标李元;戎志国;郑照军;刘京晶;张立军;张里阳;胡秀清;张勇;孙凌【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2009(017)012【摘要】为了对刚刚发射的风云三号A星(FY-3A)极轨气象卫星的扫描辐射计(VIRR)进行在轨定标,于2008年9月在甘肃敦煌进行了中国遥感卫星辐射校正试验.使用ASD FR光谱仪测量场地地表反射比,CE318太阳光度计测量气溶胶光学厚度(AOD),并用敦煌国家气候观象台同步加放的探空观测数据计算水汽总量(TWC),获取了3天的有效试验数据.采用反射比基法并配合新的地表反射比修正算法开展定标,其中过境时刻地表反射比由陆表各向异性二向反射比模型算法(AMBRALS)计算并用实测的地表反射比数据修正;表观反射比由6S模型计算.结果表明,在非水汽吸收通道计算得到的多天定标斜率很稳定(相对标准差在2.6%以内).与发射前相比,不同通道的定标系数在7.73%～21.52%变化.使用定标结果计算了23种观测目标的表观反射比,与TERRA/MODIS相应通道结果一致,表明了定标算法的准确性.【总页数】9页(P2966-2974)【作者】李元;戎志国;郑照军;刘京晶;张立军;张里阳;胡秀清;张勇;孙凌【作者单位】中国气象局,国家卫星气象中心,北京,100081;中国气象局,国家卫星气象中心,北京,100081;中国气象局,国家卫星气象中心,北京,100081;中国气象局,国家卫星气象中心,北京,100081;中国气象局,国家卫星气象中心,北京,100081;中国气象局,国家卫星气象中心,北京,100081;中国气象局,国家卫星气象中心,北京,100081;中国气象局,国家卫星气象中心,北京,100081;中国气象局,国家卫星气象中心,北京,100081【正文语种】中文【中图分类】TP722.4【相关文献】1.FY-3A／MERSI热红外通道在轨辐射定标精度评估 [J], 徐娜;胡秀清;陈林;张勇;胡菊旸;孙凌2.极轨卫星扫描辐射计红外定标数据采集技术 [J], 王剑寒3.FY-1C 遥感器可见-近红外各通道在轨辐射定标 [J], 张玉香;张广顺;黄意玢;邱康睦;胡秀清;戎志国;王维和;刘志权;张立军;朱舜斌;王永宽;李昌宝;夏青;陈秀莲;方宗义4.风云一号扫描辐射计可见近红外通道辐射定标试验 [J], 张智敏;郑亲波5.利用TERRA/MODIS对FY-3A/VIRR热红外通道进行交叉定标 [J], 李宜秀;吴军;方勇华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于6S-GDAL大气校正软件的实现与应用
基于6S-GDAL大气校正软件的实现与应用
郑尧;靳竺霖
【期刊名称】《城市勘测》
【年(卷),期】2018(0)6
【摘要】针对6S模型不能直接对遥感影像进行大气校正的问题,将GDAL库与6S 模型相结合设计了6S-GDAL大气校正软件.6S-GDAL软件利用GDAL库对影像进行分块处理,实现了影像处理和大气校正的一体化;同时,6S-GDAL软件中还增加了卫星的光谱响应函数,使其能够处理环境星、资源卫星等国内卫星的影像数据.最后,用6S-GDAL软件对环境星CCD数据进行大气校正,并与FLAASH模型的校正结果进行对比分析.结果表明,6S-GDAL软件能有效地去除大气辐射对影像的影响,其校正精度在一定程度上优于FLAASH模型.
【总页数】5页(P49-53)
【作者】郑尧;靳竺霖
【作者单位】沈阳市勘察测绘研究院,辽宁沈阳 110004;沈阳市勘察测绘研究院,辽宁沈阳 110004
【正文语种】中文
【中图分类】P236;TP753
【相关文献】
1.基于MVC的公安交管移动应用软件漏洞研判软件设计与实现 [J], 强家辉;华莎;封正;雍成明
2.基于Kubernetes的航天地面应用软件架构设计与实现 [J], 钟伟宏;孙甲琦;朱宏涛;冯炜
3.基于Android终端公安警务模拟轨迹应用软件的设计与实现 [J], 李睿哲;安家何;王悦骅
4.基于uni-app框架的专本通应用软件设计与实现 [J], 刘秋兰;张静
5.Borland助开发人员实现高质量软件开发——Borland基于.NET平台的软件应用周期解决方案大幅提高生产力及软件质量 [J],
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。