高光譜遙感影像的三種大氣訂正思路
發(fā)布時(shí)間:2023-09-21
瀏覽次數(shù):427
在進(jìn)行高光譜遙感數(shù)的定量分析、特征提取、光譜重建等定量遙感研究過(guò)程中,遙感圖像的大氣輻射校正.問(wèn)題是一個(gè)承待解決的重要問(wèn)題。本文根據(jù)對(duì)前人研究成果的歸納總結(jié),簡(jiǎn)單介紹了大氣訂正的三種解決思路。
在進(jìn)行高光譜遙感數(shù)的定量分析、特征提取、光譜重建等定量遙感研究過(guò)程中,遙感圖像的大氣輻射校正.問(wèn)題是一個(gè)承待解決的重要問(wèn)題。本文根據(jù)對(duì)前人研究成果的歸納總結(jié),簡(jiǎn)單介紹了大氣訂正的三種解決思路。
1.?基于輻射傳輸模型求解進(jìn)行大氣訂正
利用基于復(fù)雜的輻射傳輸原理建立起來(lái)的大氣校正模型校正方法是精度較高的一種方法,也是發(fā)展較早的一種方法,早在40多年前,Chandrasekhar等人就推導(dǎo)了基于地表朗伯的多次反彈公式兒并成為近丿L十年來(lái)遙感圖像大氣訂正的主要依。到目前為止,基于該方法的大氣校正模型有近30個(gè),著名的如6S(SecondSimulationoftheSatelliteSignalintheSOlarSpectrum)模型LOWTRAN(LowResolutionTransm1ssion)模型陬7]MORTRAN(ModerateResolutionTransmission)模型、大氣去除程序ATREM(TheAtmosphereRemovalprogram)、空間分布快速大氣校模型ATCOR(ASpatially-AdaptiveFastAtmosphericCorrection)T。研究表明輻射傳輸模型方法計(jì)算出來(lái)的反射率精度較高,但是容易看出,這種方法計(jì)算量大,需要諸如大氣中的水汽含量、臭氧含量以及空間分布、氣溶膠光學(xué)特征等較多輸入?yún)?shù),而在常規(guī)的大氣校正中,山于同步的測(cè)量過(guò)程很難實(shí)施,因此輸入?yún)?shù)較難獲得。
2.?利用圖像本身信息進(jìn)行訂正
最早基于圖像的大氣輻射校正實(shí)踐是AhernF.J等利用清潔水體的像元值直接取代大氣程輻射,忽略了其他因素的影響罔。這類方法實(shí)際上是一種“比較”的方法,即利用己知或假定圖像中某些像元的反照率值,其它像元根據(jù)某種規(guī)律與之比較,以此來(lái)建立地表反照率與傳感器測(cè)量值之間的關(guān)系。在這種方法中,需要假定整幅圖像具有同樣的大氣條件,因而才能將比較關(guān)系應(yīng)用到整幅圖像當(dāng)中。這種方法中具有代表性的有黑暗像元法、不變目標(biāo)法、直方圖匹配法等。這類方法不需要成像時(shí)的大氣參數(shù)以及地面的實(shí)泖數(shù)據(jù),僅僅依靠圖像本身的信息,因此該方法具有直接、簡(jiǎn)易的特點(diǎn)。從校正精度看,該方法的校IT.精度可以滿足一般遙感的研究和應(yīng)用,具有較強(qiáng)的實(shí)用性。但這些方法沒(méi)有充分考慮對(duì)大氣透過(guò)率和天空光下行散射的影響。
3.?基于統(tǒng)計(jì)的大氣訂正
基于統(tǒng)計(jì)的方法的典型代表為蒙特卡羅(Monte-CarIo)方法。該方法的實(shí)質(zhì)是直接模擬輻射傳輸過(guò)程,是一種隨機(jī)模擬方法。該方法將散射過(guò)程當(dāng)成是光了與介質(zhì)中的碰撞過(guò)程,兩次碰撞之間光子在介質(zhì)中所走的距離與消光系數(shù)有關(guān),碰撞后光子將改變前進(jìn)方向,散射角山相函數(shù)決定。對(duì)大量的光子行為跟蹤并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)就可得到具體問(wèn)題的結(jié)果基于統(tǒng)計(jì)的方法的突出優(yōu)點(diǎn)是可以處理任意幾何形狀下的輻射傳輸問(wèn)題,也能處理任意單次散射反照率和各向異性很強(qiáng)的散射相函數(shù),而其他輻射傳輸方法在這方面均具有局限性。正因?yàn)榇?,有人蒙特卡羅方法稱為萬(wàn)能的方法,并用它來(lái)解決一些復(fù)雜幾何的輻射傳輸問(wèn)題(例如裂云大氣輻射問(wèn)題)。但統(tǒng)計(jì)方法的缺點(diǎn)也是顯而易見的,其一,它需要根據(jù)實(shí)際問(wèn)題精選出概率模型,并定出隨機(jī)抽樣準(zhǔn)則,這將直接影響到求解精度,其二,山于它是基于統(tǒng)計(jì)的方法,因而其誤差與統(tǒng)計(jì)次數(shù)(即所用光子數(shù))的平方根成反比,亦即高精度即意味著大數(shù)據(jù)量、大運(yùn)算量,依賴于計(jì)算機(jī)水平的發(fā)展。
相關(guān)產(chǎn)品
-
什么是高光譜,高光譜前景,高光譜科研實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用
高光譜技術(shù),又稱高光譜成像技術(shù)(Hyperspectral Imaging, HSI),是一種結(jié)合了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)視覺(jué)與光譜分析技術(shù)的創(chuàng)新方法。它能夠在特定光譜范圍..
-
光譜儀的應(yīng)用
光譜儀作為一種強(qiáng)大的分析工具,通過(guò)捕捉和分析物質(zhì)與光相互作用產(chǎn)生的光譜信息,為科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測(cè)和天文學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域提供了重要的技術(shù)支持。本文將詳細(xì)介紹..
-
與光譜相關(guān)的化學(xué)分析儀器及其原理、優(yōu)缺點(diǎn)
?光譜儀作為化學(xué)分析中的得力助手,通過(guò)捕捉物質(zhì)與光相互作用的微妙信號(hào),揭示了物質(zhì)的內(nèi)在化學(xué)信息。本文將詳細(xì)介紹五種常見的光譜分析儀器——分光光度計(jì)、原子吸收光譜..
-
光譜儀的發(fā)展歷程
光譜儀,這一基于光譜學(xué)原理的精密儀器,自其誕生以來(lái),便成為了連接光與物質(zhì)世界的橋梁。它能夠?qū)⒐饩€分解成各個(gè)波長(zhǎng)的光,并通過(guò)探測(cè)器檢測(cè)記錄下來(lái),為我們揭示光源或物..