当前课程知识点:遥感数字图像处理理论与方法 > 第二章 遥感图像辐射校正 > 第二讲 > 2.2.3 MODTRAN大气校正
我们看一看MODTRAN
这个大气辐射传输模型
MODTRAN中等光谱分辨率
大气透过率算法和计算模型
它是由美国的光谱科技公司
空军物理实验室共同研发的一个产品
这个产品实际上是
在LOWTRAN的基础上面
继续研发而成的
由于LOWTRAN系列
波段模型算法的光谱分辨率和精度
满足不了
人们对更高分辨率和精度的需求
例如在处理散射问题的二流近似
限制了其计算的精度
与方向有关的
辐射亮度计算的精度不高
这时候MODTRAN应运而生
MODTRAN它是以中等光谱分辨率
主要是两个波数
在紫外波段是20个波数
计算0到50000(波数)波段的
大气透过率和辐射
它消除了
LOWTRAN7分子波段模型参数之外
还包含了LOWTRAN7的所有的功能
包括像球面折射的几何学
太阳和月亮的源函数
散射和默认的扩线等等
MODTRAN的 correlated-k算法
它大大的方便了
多次散射的准确的计算
这个在本质上面
允许MODTRAN进行真实的
比尔-朗伯的辐射传输计算
并且使衰减层
有了明确的物理意义
更加准确的透过率和辐射计算
极大的促进了高光谱影像数据的分析
MODTRAN它提供的二向分布函数集
使物体的表面的散射
逾越了朗伯体假设的局限
correlated-k
和二向反射分布函数集合
这种结合也大大的改进了
散射计算的精度
在实际的工作当中
辐射传播方程可以用
辐射亮度形式表示
也就是L等于L0加上
那么这样地表反射率
也相应的可以表示为辐射亮度的形式
从上面这个公式当中
我们可以看出来
大气校正需要计算哪几个参数
一个是路径辐射项
第二个是大气下行总辐射
第三个是大气透过率
以及大气的半球反照率等4个参数
在已知的观测条件下面
也就是太阳和传感器的几何参数
大气廓线 地表反射率等
这些条件都已知的情况下面
我们可以设定一组 值
以及相应的传感器的高度
通过MODTRAN模拟得到一组
辐射亮度L
这样就得到一个方程
再经过方程组
解方程组的运算
可以计算出大气校正所需要的
4个参数
包括路径辐射项
上行大气透过率
大气的半球反照率
和太阳的下行总辐射
这里有一个列表
这个列表就是显示了地表反射率
和相应传感器的高度的设置
那么根据这个设置
我们可以假定为
当高程为0公里的时候
这时候为地面
所以传感器接收到的
地物目标的辐射不受大气影响
那么这时候么L0
也就是程辐射项可以去掉
还有就是大气透过率表示
等于1表示完全透过
那么利用MODTRAN进行大气校正的
主要的处理步骤包括哪些呢
刚才已经介绍到了
当地表反射率为零之时
传感器接收到的为程辐射
当高程为0之时
此时为地面情况
传感器接受的地物目标辐射
不受大气影响
程辐射项去掉
并且大气透过率等于1表示完全通过
没有大气的消光作用
将模拟的5次辐射亮度值
也就是L1到L5带入方程
得到方程组
那么方程组的形式
就是类似于这种形式
在方程组当中我们可以看到
它的方程的数量和变量的数量
是可以解出这四个变量的
所以把这些变量解出来以后
就可以完成大气校正
大气校正解出的参数包括
路径辐射项
大气下行总辐射
大气上行透过率和大气半球反照率
最后和6S大气校正一样
也需要将4个参数应用于遥感图像
通过建模来实现图像的计算
完成大气校正处理
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