遥感传感器热红外数据辐射定标研究

论文摘要

中巴地球资源卫星02星（CBERS-02）上的红外多光谱扫描仪（IRMSS）是我国自行研制的长寿命实时传输型地球资源红外多光谱遥感器，是该星的重要有效载荷之一，是获取地球资源信息不可缺少的部分。自2003年10月发射升空以来，已在轨正常运行2年多时间，发回大量数据资料。但是，红外多光谱扫描仪的热红外谱段，至今还没有给出可靠的绝对辐射定标系数，极大的影响了该传感器热红外数据的定量化应用。因此，完成对该传感器热红外通道的绝对辐射定标，成为目前亟待解决重要问题。围绕这个主题，本文开展了以下几方面的工作： 第一方面：针对CBERS-02 IRMSS传感器热红外通道采用各种独立定标方法对该传感器进行系统的绝对辐射定标，获取了不同定标方法的定标结果；对不同定标方法获取的绝对辐射定标系数进行误差分析和比较，并利用MODIS热红外图像对这些定标系数进行真实性检验和精度评价。研究重点主要包括： ①在对CBERS-02 IRMSS热红外通道进行星上黑体定标过程中，提出对半光路黑体辐射定标信号进行全光路修正的方法，使该传感器的在轨星上黑体定标可以满足绝对辐射定标的需求； ②提出利用同一传感器的多次不同时相、不同地点的观测数据对CBERS-02IRMSS相机交叉定标的方法，可以更好建立IRMSS与MODIS之间的交叉定标模型，获得稳定的定标数据； ③利用多种独立的定标方法对CBERS-02 IRMSS热红外通道进行绝对辐射定标，并在充分分析各种定标方法的特点和定标结果的基础上，提出了针对热红外遥感传感器的综合定标方法，利用这种方法获取了CBERS-02 IRMSS热红外通道综合辐射定标系数，该组定标系数已得到中国资源卫星应用中心的认可，并在其官方网站上向用户公布。 对经过绝对辐射定标后的CBERS-02 IRMSS热红外遥感数据进行定标系数的应用潜力评价：针对CBERS-02 IRMSS的传感器特性，对Jimenez-Munoz和Sobrino

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 图索引
• 表索引
• 第1章 导论
• 1.1.问题的提出
• 1.1.1.遥感信息定量化发展的需要
• 1.1.2.热红外遥感系统发展的需要
• 1.1.3.我国自主研制的热红外遥感传感器辐射定标的需要
• 1.2.本研究的目标、内容和总体框架
• 1.2.1.研究的目标
• 1.2.2.主要研究内容
• 1.2.3.研究的总体框架和论文结构
• 参考文献
• 第2章 遥感传感器热红外数据辐射定标研究现状分析
• 2.1.国内外主流卫星熟红外有效载荷的发展现状
• 2.2.热红外遥感数据辐射定标的发展现状
• 2.2.1.辐射定标概述
• 2.2.2.国外研究现状
• 2.2.3.国内研究现状
• 2.3.热红外遥感数据单通道地表温度反演现状分析
• 2.4.我国环境与灾害监测小卫星星座计划
• 2.5.本章小结
• 参考文献
• 第3章 中巴地球资源卫星热红外通道辐射定标
• 3.1.发射前实验室定标
• 3.1.1.定标原理与方法
• 3.1.2.定标实验室环境要求
• 3.1.3.定标仪器和设备
• 3.1.4.污染控制与监测
• 3.1.5.定标流程
• 3.1.6.定标结果
• 3.2.在轨星上黑体定标
• 3.2.1.IRMSS传感器星上定标系统
• 3.2.2.定标数据的选择和处理
• 3.2.3.定标结果
• 3.3.在轨场地辐射定标
• 3.3.1.青海湖辐射校正场概况
• 3.3.2.在轨场地绝对辐射定标原理
• 3.3.3.星地光谱匹配
• 3.3.4.地面观测和辐射传输计算
• 3.3.5.定标系数的确定
• 3.4.交叉定标
• 3.4.1.参考传感器的选择
• 3.4.2.MODIS热红外通道的绝对辐射定标
• 3.4.3.IRMSS 9通道与MODIS 31通道的交叉定标流程
• 3.4.4.交叉定标方法
• 3.4.5.定标结果
• 3.5.综合辐射定标
• 3.5.1.现有热红外波段辐射定标方法特点分析
• 3.5.2.综合辐射定标法
• 3.5.3.综合辐射定标法的特点分析
• 3.5.4.综合定标结果
• 3.6.不同定标方法的误差分析与比较
• 3.6.1.误差分析
• 3.6.2.定标结果比较
• 3.7.定标系数的真实性检验与精度分析
• 3.7.1.真实性检验方案
• 3.7.2.精度分析
• 3.8.定标系数的应用潜力评价
• 3.8.1.IRMSS热红外数据地表温度反演算法
• 3.8.2.研究样区概况
• 3.8.3.地表温度反演结果及精度分析
• 3.8.4.城市热岛效应定量分析
• 3.9.本章小结
• 参考文献
• 第4章 HJ—1—B卫星红外相机的辐射定标
• 4.1.红外相机主要技术指标及测试项目
• 4.1.1.相机的主要功能和性能指标
• 4.1.2.测试设备
• 4.1.3.主要性能指标测试项目
• 4.2.中长波波段实验室定标
• 4.2.1.定标地点
• 4.2.2.参试仪器和设备
• 4.2.3.定标原理
• 4.2.4.定标方法
• 4.3.红外相机星上定标系统
• 4.3.1.红外波段星上辐射定标概述
• 4.3.2.星上定标的目的和原理
• 4.3.3.星上辐射定标的温控及工作模式
• 4.3.4.星上定标的地面试验
• 4.3.5.星上辐射定标精度分析
• 4.4.红外相机发射后在轨的辐射定标
• 4.4.1.多种独立定标方法的应用
• 4.4.2.HJ—1—B小卫星红外相机在轨定标的特点
• 4.4.3.真实性检验问题
• 4.5.红外相机的技术指标优化和数据预处理核心算法
• 4.5.1.红外相机的技术指标优化
• 4.5.2.红外相机数据预处理核心算法
• 4.6.HJ小卫星星座应用潜力展望
• 4.7.本章小结
• 参考文献
• 第5章 结论与讨论
• 5.1.论文研究工作总结
• 5.2.主要创新点及贡献
• 5.3.讨论与展望
• 攻读博士期间公开发表的论文
• 第一作者发表的论文
• 合作发表的论文
• 攻读博士期间参加的科研项目及野外实验
• 科研项目
• 野外实验
• 攻读博士期间参加的主要学术活动
• 致谢