遥感定量反演的大气校正方法分析研究

论文摘要

由于遥感器在空中获取地表信息过程中,受到大气成份吸收与散射的影响,遥感器的测量值与地物实际的光谱辐射率是不一样的,测量值发生辐射失真,从而对遥感图像的质量和应用效果产生不可忽视的影响。这些影响使得基于遥感影像的应用研究,特别是定量化应用受到很大的影响,因此在这些信息被成功应用于地球信息的定量化研究之前,必须对遥感影像进行大气校正,大气校正的好坏直接影响到接下来的应用研究。本文以遥感图像获取中电磁辐射的传播过程为基础,对大气对电磁辐射的影响进行分析包括大气影响的基本原理;大气对电磁波的散射、吸收的微观特性;大气中各组分对辐射的影响;大气辐射传输理论,并对平面—平行大气模型中的地面和卫星信号的组成进行全面的阐述。在分析了大气对遥感影像产生的各种影响的基础上,对大气纠正的一般原理和方法进行了回顾和归纳总结,得出进行大气校正的理论根据,分析计算过程参数的选择,包括卫星几何状态计算、大气光学厚度的计算、气溶胶光学厚度的光谱变化计算和大气水汽含量的计算。用两种模型软件6S和MODTRAN分别对TM和MODIS影像的可见光波段的影像进行大气纠正,验证了辐射传输模型在东北地区遥感影像的可行性。最后通过反射率对比分析,得出6S适合荒漠化地区的大气校正,FLAASH更适合对东北森林覆盖面积较大地区的TM影像进行大气校正,而对于MODIS影像的大气校正应选择FLAASH。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究的现状
• 1.2.1 大气研究现状
• 1.2.2 大气校正方法研究现状
• 1.3 本文研究的目的和意义
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究意义
• 1.4 本论文的主要研究内容
• 1.5 技术路线
• 2 大气校正原理及算法分析
• 2.1 辐射传输机制
• 2.2 大气效应在遥感成像中的作用
• 2.2.1 大气的吸收
• 2.2.2 大气散射作用
• 2.2.3 到达地面目标的太阳辐射和传感器获取的辐射
• 2.3 大气校正的基本原理
• 2.4 辐射传输模型的大气校正算法
• 2.4.1 几何状态计算
• 2.4.2 大气状况计算
• 2.5 大气校正的方法
• 2.5.1 大气辐射传输模型
• 3 对 TM 图像的大气校正
• 3.1 研究区域及数据
• 3.1.1 研究区域一——奈曼旗
• 3.1.2 研究区域二——塔河
• 3.2 对研究区域进行大气校正
• 3.2.1 6S 及FLAASH大气校正方法的对比分析
• 3.2.2 参数输入
• 3.2.3 校正结果
• 3.3 结果分析
• 3.3.1 奈曼地区反射率对比分析
• 3.3.2 塔河地区反射率对比分析
• 4 对 MODIS 数据的大气校正
• 4.1 MODIS 数据简介
• 4.2 研究区域及数据选取
• 4.3 数据预处理
• 4.3.1 去除条带噪声
• 4.3.2 几何精校正及去除 Bowtie 现象
• 4.4 MODIS 图像的大气校正
• 4.4.1 校正结果
• 4.4.2 结果分析
• 结论
• 1 取得的研究成果
• 2 展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢