大氣校正是遙感影像處理中非常重要的過程之一,但是在保證校正精度的基礎(chǔ)上,受限于遙感影像的龐大數(shù)據(jù)量以及處理過程的計算量,大氣校正的效率一直得不到有效提高。著眼于此,本文對基于太陽光譜波段衛(wèi)星信號二次模擬（Second Simulation of the Satellite Signal in the Solar Spectrum,6S）模型的大氣校正方法進行了優(yōu)化和改進。首先對基于6S模型的大氣校正方法的校正過程和模型輸入?yún)?shù)對大氣校正系數(shù)的影響進行了分析,并在現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合斯皮爾曼相關(guān)性分析,對大氣校正系數(shù)的主要影響因素進行了相關(guān)性分析。針對大氣校正區(qū)域范圍的大小,基于6S模型分別針對性地提出了簡化查找表法和多項式擬合法。然后基于6S模型設(shè)計了相關(guān)實驗,驗證了兩種方法在其適用范圍中的校正精度。精度校驗結(jié)果顯示,進行小范圍區(qū)域的大氣校正時,多項式擬合法可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的查找表法,不僅操作簡單,提高效率,還能保持較高的精度;進行大范圍區(qū)域大氣校正時,簡化查找表較傳統(tǒng)查找表優(yōu)化一維,所以建表速度得到大大提高,也直接提高了整體的大氣校正效率,同時能夠保證大氣校正的精度。針對傳統(tǒng)查表方... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

AERONET全球站點分布圖

燕山大學工學碩士學位論文-12-a)太陽天頂角b)太陽方位角圖2-2GF-1/PMS相機太陽天頂角和太陽方位角數(shù)據(jù)(2017年12月11日)2)衛(wèi)星天頂角和衛(wèi)星方位角高分一號衛(wèi)星有兩臺2m分辨率(全色)/8m分辨率(多光譜)相機，組合幅寬為60km。同一景PMS影像數(shù)據(jù)的衛(wèi)星天頂角相差甚至在5°以上，因此對遙感影像逐像元進行大氣校正的時候不能將像元的衛(wèi)星天頂角視為固定值。GF-1/PMS數(shù)據(jù)并未提供像元的詳細衛(wèi)星天頂角數(shù)據(jù)，但是在數(shù)據(jù)附帶的頭文件中提供了中心像元的衛(wèi)星天頂角和衛(wèi)星方位角數(shù)據(jù)，需要根據(jù)這些數(shù)據(jù)逐像元計算角度數(shù)據(jù)。文本使用的GF-1衛(wèi)星1A級別的PMS數(shù)據(jù)，該級別為數(shù)據(jù)預(yù)處理級輻射校正影像產(chǎn)品，經(jīng)過數(shù)據(jù)解析、均一化輻射校正、去噪、波段配準等處理，并提供了衛(wèi)星直傳姿態(tài)和軌道數(shù)據(jù)生產(chǎn)的PRC(RationalPolynomialCoefficient)文件。1A級數(shù)據(jù)未經(jīng)過幾何校正等其他預(yù)處理，可直接計算數(shù)據(jù)中對應(yīng)像元的衛(wèi)星角度數(shù)據(jù)。參考張璐等[35]對高分一號衛(wèi)星WFV數(shù)據(jù)的角度處理過程，計算GF-1/PMS數(shù)據(jù)的衛(wèi)星天頂角數(shù)據(jù)。高分一號衛(wèi)星兩個PMS傳感器依次排序，對應(yīng)的成像區(qū)域順序相同(如圖2-3)，GF-1/PMS數(shù)據(jù)的1A級產(chǎn)品中，單景數(shù)據(jù)的列數(shù)相同，都為4548列，且兩個相機的組合幅寬為60km，因此一個相機的幅寬約為30km。結(jié)合相機的幾何成像信息和數(shù)據(jù)中心的衛(wèi)星天頂角逐像元計算衛(wèi)星天頂角。計算過程如下：

第3章大氣輻射校正原理-17-出，數(shù)據(jù)范圍在400nm-1000nm之間，且間隔是1nm，根據(jù)6S模型要求，需要光譜響應(yīng)函數(shù)插值到2.5nm間隔，插值結(jié)果如圖3-1b)所示。a)未插值；b)插值后圖3-1GF-1/PMS1傳感器光譜響應(yīng)函數(shù)研究人員對6S模型的FORTRAN源碼中內(nèi)置衛(wèi)星光譜響應(yīng)函數(shù)的分析，6S源碼中每個波段的光譜相應(yīng)函數(shù)的值為1501個。將需要GF-1衛(wèi)星光譜響應(yīng)函數(shù)的步長插值到2.5nm，插值后的光譜響應(yīng)函數(shù)遠小于1501，其他空缺部分補0，所以需要根據(jù)各個波段的光譜范圍計算光譜響應(yīng)函數(shù)在源碼中添加的位置，計算公式如(3-1)。1122-0.25=0.000254-=0.00025NN(3-1)式(3-1)中，N1為光譜響應(yīng)函數(shù)值前面補0的個數(shù)，N2為后面補0的個數(shù)，添加的光譜響應(yīng)函數(shù)則在這兩部分之間；1是傳感器波段范圍的起始值，2是傳感器波段范圍的終止值。7)地表反射率類型(GroundReflectanceType)6S輻射傳輸模型中同時提供了兩種地表反射率類型，分別為均一地表和非均一地表兩種地表反射率類型，其中均一地表中分為有方向效應(yīng)和無方向效應(yīng)兩種類型，非均一地表中模型提供了九種地表反射率模式供用戶選擇。3.2.26S模型輸入?yún)?shù)敏感性分析利用6S模型進行遙感影像的大氣校正，需要根據(jù)研究區(qū)域的幾何條件和氣溶膠條件建立查找表，然后通過插值查表的方法進行逐像元計算，因此查找表直接決定著


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