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《基于遙感圖像大氣校正意義和發(fā)展》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、基于遙感圖像大氣校正意義和發(fā)展摘要：隨著多光譜、多時(shí)相傳感器的發(fā)展，定量遙感也獲得了很好的發(fā)展契機(jī)。雖然對(duì)于影像分類、變化檢測(cè)的情況不需要進(jìn)行大氣校正，但大氣校正作為光學(xué)遙感信息定量化研究中必不可少的一步，已受到越來(lái)越多的重視。近年來(lái)，傳統(tǒng)的大氣校正方法也在不斷改進(jìn)，越來(lái)越多的大氣校正模型將更多的大氣參數(shù)納入定量分析范圍，以提高大氣校正的精度和適用性。關(guān)鍵詞：大氣校正；定量遙感；模型引言隨著近年來(lái)定量遙感的迅速發(fā)展，尤其是越來(lái)越多地將多傳感器、多時(shí)相遙感數(shù)據(jù)利用于土地利用分析、土地覆蓋變化監(jiān)測(cè)、全球資源環(huán)境分析、氣候變化監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，遙感圖像大氣校正方法的研究越來(lái)越受到重視。
2、大氣是影響遙感定量分析與應(yīng)用的重要因素，因此消除大氣效應(yīng)、衛(wèi)星姿態(tài)角和太陽(yáng)高度角等因素對(duì)結(jié)果的影響也成為了決定定量遙感分析精度的重要前提。尤其是近年來(lái)高光譜技術(shù)的發(fā)展，極大地提高了高光譜影像的分辨率。因此，對(duì)參數(shù)更為詳細(xì)的描述方法及適用性更強(qiáng)的大氣校正方法必不可少。1大氣校正的意義大氣校正廣泛應(yīng)用于定量遙感中。為了實(shí)現(xiàn)反演模型的時(shí)空擴(kuò)展，大氣校正的精度直接決定了后續(xù)定量分析的精度。定量反演的目的是獲取地球信息，精確識(shí)別地物，尤其是在生物特性方面具有廣泛的應(yīng)用，比如水體特性分析及生物指數(shù)分析。定量遙感在海洋湖泊、水體污染程度、水體生物量組成等方面有著廣泛的應(yīng)用。在水體特征研究
3、中，大氣的衰弱作用使得衛(wèi)星遙感信號(hào)不能正確表現(xiàn)自然水體的表觀光學(xué)特性和內(nèi)在光學(xué)特性，對(duì)水體樣本層次的變化不敏感。尤其在藍(lán)綠波段，大氣對(duì)光譜數(shù)據(jù)的污染最為嚴(yán)重。此外，被動(dòng)遙感信號(hào)從大氣頂層出發(fā)，經(jīng)兩次大氣散射和吸收及地面目標(biāo)反射才被記錄，所以大氣條件對(duì)信號(hào)污染作用使傳感器接收到的輻射信息存在較大誤差，定量分析與處理過(guò)程中需剔除。比如環(huán)境衛(wèi)星的CCD圖像數(shù)據(jù)具有較高空間分辨率、時(shí)間分辨率和較寬的刈幅。在接受到的輻射信息中，有90%屬于大氣信號(hào)，而能反映水體生物光學(xué)信號(hào)的僅占5%?15%。定量遙感在林業(yè)方面也有這廣泛的應(yīng)用，比如從植被中提取生物量、葉面積指數(shù)、葉綠素、樹(shù)冠郁閉百分
4、比等。在對(duì)植被指數(shù)進(jìn)行分析時(shí)，太陽(yáng)光照角度和觀測(cè)視角以及大氣、云的條件的變化都很大，因此得到的是大氣上界的雙向反射率信息（也稱表現(xiàn)反射率）。此外，大氣中水蒸氣和氣溶膠對(duì)輻射的散射和吸收有較大影響。因此，如何分離地氣耦合效應(yīng)，得到準(zhǔn)確的地面反射率信息是衛(wèi)星遙縛中基礎(chǔ)但極為重要的工作。歸一化植被指數(shù)NDVI及ARVI等可部分校正大氣程輻射和因大氣路徑長(zhǎng)度不同而產(chǎn)生的變形差異。NDVI也確能顯著減小大氣的影響作用，但在植被稀少或已被破壞的地區(qū)還是能夠引起50%甚至更大的誤差。而其他的VI指數(shù)，如全球環(huán)境檢測(cè)指數(shù)(GEMI),雖然能夠避開(kāi)大氣校正的過(guò)程，但對(duì)于稀疏或中密度植被覆蓋也
5、不適用。當(dāng)然，在某些情況下，可省略大氣校正過(guò)程。通常情況下，當(dāng)訓(xùn)練數(shù)據(jù)來(lái)自所研究的影像(或合成影像)，而不需要進(jìn)行多時(shí)相、多地點(diǎn)交叉對(duì)比分析的時(shí)候，通常不需要進(jìn)行大氣校正。比如針對(duì)單時(shí)相的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，如采用最大似然法時(shí)，只要用于分類的訓(xùn)練數(shù)據(jù)在大體上具有一致性，比如整幅影像受到云層的影響較低，大部分區(qū)域的大氣條件類似，影像質(zhì)量精度受大氣校正影響較小時(shí)，可以不進(jìn)行大氣校正。此外，在針對(duì)多時(shí)相影像變化監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，可以將兩個(gè)時(shí)相的所有波段數(shù)據(jù)放在一起利用變化檢測(cè)算法確定變化類別，無(wú)大氣校正的必要性。盡管光學(xué)遙感大氣校正方面的成果很多，各種模型層出不窮，但沒(méi)有一個(gè)是可普遍應(yīng)
6、用的。因?yàn)榇髿鈼l件具有很大的復(fù)雜性，每一個(gè)區(qū)域的大氣條件都可能完全一樣，但在利用模型進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的時(shí)候只能采用一種模式統(tǒng)一處理。此外，影響大氣校正的參數(shù)非常多，一般情況下同步準(zhǔn)確獲取這些參數(shù)的難度也很大，而太過(guò)復(fù)雜的在計(jì)算時(shí)也會(huì)增加復(fù)雜性，因此，在對(duì)遙感影像進(jìn)行大氣校正時(shí)，要根據(jù)研究目的、要求以及研究區(qū)的特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)拇髿庑Ｕ椒ā?大氣校正的方法根據(jù)理論基礎(chǔ)與所需輔助信息來(lái)源，可以將大氣校正方法分為：基于圖像特征的相對(duì)校正法、基于地面線性回歸模型法、基于大氣輻射傳輸模型法及復(fù)合模型法。基于圖像特征的相對(duì)校正法主要是在無(wú)地面同步測(cè)量時(shí)使用。此方法不需地面光譜及大氣環(huán)境參數(shù)
7、測(cè)量，可直接從圖像特征出發(fā)反演反射率。如：Kaufman的暗目標(biāo)法,Kruse的內(nèi)在平均相對(duì)反演率模型IARR。平面場(chǎng)模型FF在IARR基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)，要求像幅內(nèi)存在具有非吸收特征的一定面積的地理平臺(tái)單元，并求出單元中像元平均光譜，再每一個(gè)像元光譜除以平均光譜值來(lái)重建，克服了IARR中存在的假反射峰特點(diǎn)，計(jì)算量小。但平臺(tái)選取有人為影響，對(duì)地區(qū)有先驗(yàn)知識(shí)，在地形起伏大區(qū)域也不易選擇平臺(tái)；Green與Craig提出的對(duì)數(shù)參差修正模型LRC對(duì)太陽(yáng)輻射衰減、大氣影響及地形因子偏差都有消除?；诘孛婢€性回歸模型法相對(duì)較簡(jiǎn)單，
