2.2.1 传感器的辐射定标在线视频

今天我们来学习

遥感数字图像处理理论与方法的第二章

遥感图像辐射校正第二讲

第二讲主要分为5个小节

分别为第一小节是

传感器的辐射定标

第二小节是介绍

6S辐射传输模型及其大气校正

第三小节是MODTRAN大气校正

第四小节是

ATCOR 2 大气校正与地表反射率的计算

第五小节是

太阳辐射与地形引起的辐射误差的校正

在本章第一讲侧重介绍理论和方法基础上

学习完成第二讲

大家可以了解如何开展辐射校正处理

包括传感器辐射定标

大气校正 太阳辐射和地形校正等

首先我们来看传感器的辐射定标

辐射定标是将传感器记录的DN值

转换成为辐射亮度的过程

通常采用一个线性公式

在传感器记录值

与传感器接收到的光谱辐射亮度之间建立联系

这种转换公式形式如下

G是增益量

B是偏移量

目前传感器的辐射定标主要包括

一是发射前的实验室定标

二是在轨运行期间

基于星载定标器的飞行中辐射定标

三是在轨运行期间

采用基于陆地或海面特性的“替代定标”

或者是借助其它卫星进行“交叉定标”

那么在这首先介绍一下

卫星在发射前进行的辐射定标

一般来说在发射前

要对传感器进行严格的辐射定标

并将传感器的输出转换为辐射亮度值

确定传感器的响应并评估其不确定性

在这我们介绍一个发射前的实验室定标的实例

这个实例是环境减灾小卫星一号的CCD相机

在发射以前在实验室

组成的这么一个定标的系统

首先被测试物是CCD相机

有一个标准的光源是1.6米的积分球

那么光源亮度的测量

是用辐射源标定的测试的设备

还有就是数据的采集有专门的的数据采集设备

这是整个定标系统的组成

如图

像元的灰度值它随着辐射亮度值的变化而变化

并且二者之间大约为线性响应

那么我们可以通过数据的分析

将这个直线的方程拟合出来

计算得到直线的斜率和Y轴上的截距

这两个值就是G和B参数值

基于星载定标器的星上定标

在卫星的整个寿命里

由于仪器在空间中的老化

污染和性能的变化

有必要长期进行定标和校准

也就是星上定标

有的卫星上载有内定标系统

采用标准灯或者使用太阳来进行辐射校正

在轨运行期间采用基于陆地或海面特性的场地定标

或借助其它卫星进行“交叉定标”

有的卫星通过设立定标试验场的方法

来进行运行当中的定标

定标场通常选择典型的均匀的稳定的目标

用高精度仪器在地面进行同步测量

从而对卫星载荷进行定标

比如我国研究人员曾多次将敦煌和青海湖

作为外场定标试验场

开展卫星过境时的地表同步测量

获取了中巴地球资源卫星

环境减灾小卫星等绝对定标参数

其中敦煌定标场以及其周边区域的

CBERS-1图像如图示

青海湖定标场的Landsat TM图像如图示

它们都是具备较好的地面定标条件

是一个天然的定标场所

一方面大气比较干净

便于大气削弱作用的定量测度

另一方面地表比较开阔 平坦

表面地物组成比较单一

这是环境减灾小卫星CCD传感器

辐射定标的地面试验实例

我们看到科研人员分别在敦煌定标场

青海湖定标场进行的定标实验

如表

这是环境减灾小卫星辐射定标系数

这是2009年测定的

表里面分展示了CCD1和CCD2在不同的增益状态

这里的增益参数和我们前面讲的增益偏移量不一样

这里边的增益表示的是CCD它的不同的开机状态

定标参数A和L0列举在后面的参量表当中

利用定标公式和定标系数

即可以完成传感器记录的DN值

到辐射亮度的转换

那么CCD1和CCD2的转换公式是