基于沙漠场景的HJ-1 CCD相机在轨辐射定标研究

论文摘要

辐射定标是遥感定量化应用的基础。为了提高HJ-1CCD相机数据质量和利用率，必须对HJ-1CCD相机开展多种辐射定标方法。基于沙漠场景的辐射定标方法具有无需实地测量、定标频率高且易于实现等特点，可以弥补场地定标耗费高、定标频次有限的不足，因此引起国内外学者的广泛关注。本文以HJ-1CCD相机为研究对象，开展基于沙漠场景的辐射定标研究。具体研究内容包括以下四个方面：（1）针对场地定标耗费高、定标频次不足，交叉定标影像配准困难等问题，研究了高频次的基于沙漠场景的辐射定标方法。总结了国内外辐射定标研究现状，推导了基于沙漠场景的辐射定标公式并提出了一套完整的定标流程。（2）通过简单介绍敦煌辐射校正场和塔克拉玛干沙漠研究区，利用场地数据的处理，对两个场地的均匀性、稳定性、反射特性以及大气特性进行分析，得出：塔克拉玛干沙漠研究区与敦煌辐射校正场的场地特性相一致。以2010年8月敦煌辐射校正场场地测量数据为基础，开展高精度场地定标，获取了HJ-1CCD相机场地定标系数。（3）分别以2010年8月敦煌辐射校正场和塔克拉玛干沙漠研究区的影像为基础，与2010年间两个场地其他时间的影像相比较，得出HJ-1CCD相机基于沙漠场景的时间序列衰减系数。结果表明2010年间HJ-1卫星的4个CCD相机响应比较稳定。最终，基于敦煌辐射校正场的场地定标系数，获取了HJ-1CCD相机基于沙漠场景的时间序列定标系数。（4）为验证定标系数的真实性，对比分析了敦煌辐射校正场场地定标系数和基于沙漠场景的的定标系数均值，并比较了内蒙古辐射校正场模拟和基于沙漠场景定标系数反演的表观产品（表观反射率和表观辐亮度），得出两者相对差异较小，利用沙漠场景进行辐射定标的可行性结论。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 辐射定标国内外研究现状
• 1.2.2 基于沙漠场景的辐射定标国内外研究现状
• 1.2.3 国际上已建立的沙漠辐射校正场研究现状
• 1.2.4 HJ-1 CCD 相机辐射定标研究现状
• 1.3 研究内容和技术路线
• 1.3.1 本文主要研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 1.4 论文框架结构
• 2 基于沙漠场景的辐射定标原理和流程
• 2.1 基于沙漠场景的辐射定标原理
• 2.2 基于沙漠场景的辐射定标流程
• 3 定标区域概况及数据预处理
• 3.1 定标区域介绍
• 3.1.1 敦煌辐射校正场简介
• 3.1.2 塔克拉玛干沙漠研究区简介
• 3.2 数据收集介绍
• 3.2.1 HJ-1 CCD 相机辐射定标历史同步实验数据
• 3.2.2 待定标影像数据
• 3.2.3 定标区域特性数据
• 3.3 测量数据的处理
• 3.3.1 地面数据的处理
• 3.3.2 大气数据处理
• 3.3.3 场地定标系数的计算
• 3.4 定标场地特性分析
• 3.4.1 敦煌辐射校正场特性分析
• 3.4.2 塔克拉玛干沙漠研究区特性分析
• 3.5 本章小结
• 4 HJ-1 CCD 相机基于沙漠场景的辐射定标与产品真实性检验
• 4.1 敦煌辐射校正场定标系数的计算
• 4.1.1 HJ-1A CCD1 衰减变化及定标结果
• 4.1.2 HJ-1A CCD2 衰减变化及定标结果
• 4.1.3 HJ-1B CCD1 衰减变化及定标结果
• 4.1.4 HJ-1B CCD2 衰减变化及定标结果
• 4.2 塔克拉玛干试验区定标系数的计算
• 4.2.1 HJ-1A CCD1 衰减变化及定标结果
• 4.2.2 HJ-1A CCD2 衰减变化及定标结果
• 4.2.3 HJ-1B CCD1 衰减变化及定标结果
• 4.2.4 HJ-1B CCD2 衰减变化及定标结果
• 4.3 结果验证与分析
• 4.3.1 基于沙漠场景的辐射定标结果的对比和分析
• 4.3.2 基于 2010 年内蒙古辐射校正场实测数据的真实性检验
• 4.4 本章小结
• 5 总结和展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集