遙感圖像輻射定標

1/1遙感圖像輻射定標第一部分輻射定標概念及重要性 2第二部分輻射定標方法分類 3第三部分大氣校正原理及方法 6第四部分傳感器響應(yīng)函數(shù)校正 10第五部分反射率轉(zhuǎn)換模型 12第六部分絕對輻射定標途徑 14第七部分相對輻射定標方法 18第八部分定標精度評估及影響因素 21

第一部分輻射定標概念及重要性關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點【輻射定標概念】

1.輻射定標是指將傳感器記錄的數(shù)字信號（DN值）轉(zhuǎn)換為物理輻射值（例如，輻射亮度、輻射率）的過程。

2.這涉及到使用已知的目標或輻射校準器來確定傳感器響應(yīng)函數(shù)，并應(yīng)用該函數(shù)對圖像數(shù)據(jù)進行校正。

3.輻射定標對于定量遙感分析至關(guān)重要，因為它允許用戶比較不同傳感器和圖像獲取時間捕獲的輻射值。

【輻射定標重要性】

輻射定標的概念

輻射定標是遙感圖像處理中一項重要的步驟，旨在將遙感圖像中記錄的原始數(shù)字值(DN)轉(zhuǎn)換為物理測量值，例如地表反射率或輻射率。

通過輻射定標，可以消除各種影響圖像輻射特征的環(huán)境和傳感器因素，從而獲得更準確、更可比的圖像數(shù)據(jù)。這些因素包括大氣散射、傳感器增益和偏置以及太陽照度變化。

輻射定標的重要性

輻射定標對于以下應(yīng)用至關(guān)重要：

*定量遙感分析：輻射定標使從遙感圖像中提取準確的定量信息成為可能，例如地表溫度、植被指數(shù)和地表類型。

*跨圖像比較：通過消除環(huán)境和傳感器因素，輻射定標允許對不同時間、不同傳感器和不同平臺獲取的圖像進行有效比較。

*圖像合成：輻射定標是影像融合和多光譜圖像合成等圖像處理技術(shù)的基礎(chǔ)，可產(chǎn)生具有更高信息含量的圖像。

*目標檢測和分類：輻射定標可提高目標檢測和分類的準確性，因為準確的輻射測量可改善目標與背景之間的光譜可分性。

*物理模型的驗證：輻射定標的圖像數(shù)據(jù)可用于驗證和校準氣候、植被和水文等物理模型。

輻射定標方法

輻射定標有多種方法，包括：

*大氣校正：消除大氣散射和吸收的影響。

*傳感器校準：確定傳感器增益和偏置，從而將DN轉(zhuǎn)換為輻射率或反射率。

*地面參考法：使用具有已知輻射特征的地面目標進行定標。

*輻射傳輸模型：利用物理模型來模擬輻射傳輸并估計地表反射率。

*交叉校準：將不同傳感器之間或同傳感器不同時刻之間的圖像進行匹配和定標。

選擇最合適的輻射定標方法取決于圖像的類型、應(yīng)用和可用的參考信息。第二部分輻射定標方法分類關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點【輻射定標方法分類】：

【絕對輻射定標】：

1.對遙感圖像進行絕對輻射定標，得到圖像實際表征的地物輻射亮度值。

2.需要使用已知輻射亮度值的標定源（如靶場、輻射儀等）進行定標。

3.考慮大氣影響、儀器響應(yīng)特性等因素，建立輻射定標方程，對圖像進行定量化處理。

【相對輻射定標】：

輻射定標方法分類

簡介

輻射定標是將遙感圖像像素值轉(zhuǎn)換為真實輻射或亮度值的過程，對于遙感圖像定量分析至關(guān)重要。根據(jù)使用的參考信息，輻射定標方法主要分為以下三類：

1.絕對輻射定標

*采用外部輻射計（例如太陽輻射計或月球掃描儀）測量待定標圖像中的特定地物或目標的真實輻射值。

*根據(jù)外部輻射計的觀測值和圖像中的相同位置，建立輻射度方程來計算每個像素的輻射值。

*常用于精確的輻射測量和定量遙感分析，但需要特定的設(shè)備和專業(yè)知識。

2.相對輻射定標

*使用圖像本身中的信息來估計像素的輻射值。

*假設(shè)圖像中某些物體或區(qū)域具有已知的輻射值（通常稱為參考目標或標定場），然后將其他像素的輻射值與參考目標進行比較。

*常用的方法包括：

*歷史歸檔信息：使用與研究區(qū)域相似的先前采集圖像中的歸檔數(shù)據(jù)作為參考。

*輻射傳輸模型：利用大氣模型和地表參數(shù)來估計像素的輻射值。

*相對輻射定標精度較低，但不需要外部輻射計，且適用于大多數(shù)遙感應(yīng)用程序。

3.混合輻射定標

*結(jié)合了絕對和相對輻射定標方法。

*首先使用絕對輻射定標對圖像進行粗略校正，然后使用相對輻射定標方法進行精細調(diào)整。

*這種方法可以提高輻射定標的精度，同時降低了對外部輻射計的依賴性。

具體方法

1.絕對輻射定標法

*太陽輻射計法：使用太陽輻射計測量太陽輻射，并根據(jù)太陽幾何條件和大氣參數(shù)計算地表輻亮度。

*月球掃描儀法：利用月球作為已知輻射源，通過月球掃描儀測量月球輻射，并根據(jù)月球相位和地球-月球距離計算地表輻亮度。

2.相對輻射定標法

*黑暗像素法：假設(shè)圖像中最暗的像素代表地表零輻射值，然后根據(jù)圖像中像素的亮度差異計算相對輻射值。

*亮像素法：假設(shè)圖像中最亮的像素代表地表最大輻射值，然后根據(jù)圖像中像素的亮度差異計算相對輻射值。

*直方圖匹配法：將待定標圖像的直方圖與具有已知輻射值圖像的直方圖進行匹配，將像素值轉(zhuǎn)換為輻射值。

*輻射傳輸模型法：利用大氣輻射傳輸模型和地表反射率信息，估算每個像素的輻射值。

3.混合輻射定標法

*基于場景的輻射定標法：使用衛(wèi)星接收的輻射數(shù)據(jù)或地面輻射觀測數(shù)據(jù)進行絕對輻射定標，然后采用場景目標（例如湖泊或植被）進行相對輻射定標。

*分級輻射定標法：首先使用粗略的絕對輻射定標方法進行預(yù)處理，然后應(yīng)用相對輻射定標方法進行精細調(diào)整。

選擇原則

選擇合適的輻射定標方法取決于應(yīng)用程序的精度要求、可用信息和現(xiàn)有資源。一般來說，絕對輻射定標適用于需要高精度的定量分析，相對輻射定標適用于大多數(shù)遙感應(yīng)用，混合輻射定標則提供了精度和效率之間的平衡。第三部分大氣校正原理及方法關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點主題名稱：大氣校正原理

1.分析大氣對遙感圖像的影響，包括散射、吸收和路徑輻射等效應(yīng)。

2.了解大氣校正的基本原則，如消除大氣影響、恢復(fù)地表反射率和提高圖像質(zhì)量。

3.掌握大氣校正的主要算法，如輻射傳輸算法、統(tǒng)計算法和機器學(xué)習(xí)算法。

主題名稱：黑體法

大氣校正原理及方法

大氣校正旨在消除或減輕大氣散射、吸收等影響，恢復(fù)遙感圖像真實的輻射信息。

物理模型方法

輻射傳輸方程

輻射傳輸方程（RTE）描述了輻射通過大氣的過程：

```

L(λ,ψ,φ;z)=L(λ,ψ,φ;0)e^(-τ(λ,z)/cos(ψ))+∫0^zL(λ,ψ',φ';z')e^(-(τ(λ,z)-τ(λ,z'))/cos(ψ))P(λ,ψ,φ;ψ',φ',z')dλ

```

其中，L(λ,ψ,φ)是大氣頂端輻射亮度，L(λ,ψ',φ')是大氣層內(nèi)輻射亮度，τ(λ)是大氣透射率，P(λ,ψ,φ;ψ',φ')是散射相函數(shù)。

使用RTE進行大氣校正需準確估計атмосферную透射率和散射相函數(shù)，這通常需要輔助信息（如氣象資料）。

大氣輻射傳輸代碼（RTM）

RTM是基于RTE構(gòu)建的計算機程序，模擬大氣的輻射傳輸過程。利用RTM，可以計算大氣條件下遙感圖像的輻射亮度，并與實測亮度對比，反演氣溶膠光學(xué)參數(shù)。

統(tǒng)計模型方法

主成分分析（PCA）

PCA將原始遙感圖像的多通道數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為一組不相關(guān)的正交分量。大氣效應(yīng)通常集中在低階分量中，而地表信息則分布在高階分量中。通過去除低階分量，可以實現(xiàn)大氣校正。

獨立成分分析（ICA）

ICA類似于PCA，但假設(shè)數(shù)據(jù)源自統(tǒng)計獨立的源。大氣效應(yīng)和地表信息通常具有不同的統(tǒng)計特性，因此可以使用ICA對其進行分離。

機器學(xué)習(xí)方法

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以學(xué)習(xí)遙感圖像與大氣參數(shù)之間的復(fù)雜關(guān)系。通過訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可以預(yù)測大氣影響，并將其從圖像中去除。

回歸模型

回歸模型建立大氣參數(shù)與遙感圖像亮度之間的關(guān)系。使用訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，可以擬合回歸模型，然后將其應(yīng)用于新的圖像進行大氣校正。

其他方法

視線校正方法

該方法假設(shè)大氣影響沿著觀測路徑是均勻的。通過測量地表上的已知目標，可以確定大氣衰減和散射參數(shù)，并將其應(yīng)用于其他目標。

暗像素法

該方法利用圖像中黑暗的像素（通常對應(yīng)于陰影或水體）來估計大氣散射和吸收。假設(shè)這些像素僅接收散射輻射，因此可以計算大氣影響并對其進行校正。

大氣校正算法

6S算法

該算法是一個RTM，用于計算大氣輻射傳輸。它考慮了氣溶膠、氣體吸收和散射等因素。

MODTRAN算法

該算法是一個RTM，提供大氣輻射傳輸?shù)脑敿毮M。它具有廣泛的光譜分辨率和大氣模型。

ATCOR算法

該算法基于視線校正方法，使用先驗知識和輔助數(shù)據(jù)來估計大氣影響。

FLAASH算法

該算法基于物理模型，同時利用了PCA和回歸方法。它可以有效去除大氣散射和吸收的影響。

DES算法

該算法基于ICA方法，將大氣效應(yīng)和地表信息分離開來。它適用于具有復(fù)雜大氣條件的圖像。

基于機器學(xué)習(xí)的算法

近年來，基于機器學(xué)習(xí)的算法在大氣校正中取得了顯著進展。這些算法使用深度學(xué)習(xí)等先進技術(shù)，從大規(guī)模數(shù)據(jù)集中學(xué)??習(xí)大氣與地表之間的關(guān)系。

大氣校正數(shù)據(jù)集

*地面測量光譜儀（如AERONET）收集的氣溶膠光學(xué)參數(shù)

*大氣廓線探測儀（如CALIPSO）收集的大氣氣溶膠和云廓線

*高光譜遙感圖像（如Hyperion、AVIRIS）包含豐富的輻射信息

注意事項

*大氣校正是遙感圖像處理中的一個重要步驟，可以提高圖像質(zhì)量和定量分析的準確性。

*大氣校正方法的選擇取決于數(shù)據(jù)集的性質(zhì)、大氣條件的復(fù)雜性和應(yīng)用需求。

*大氣校正算法的性能受輸入數(shù)據(jù)的準確性和穩(wěn)定性影響。第四部分傳感器響應(yīng)函數(shù)校正傳感器響應(yīng)函數(shù)校正

簡介

傳感器響應(yīng)函數(shù)校正是在遙感圖像輻射定標過程中，對傳感器記錄的原始輻射值進行校正，以補償傳感器固有的非線性響應(yīng)特性，從而恢復(fù)真實的地表輻射值。

校正原理

傳感器響應(yīng)函數(shù)校正基于這樣一個原理：傳感器的輸出輻射值與入射輻射值之間存在著非線性的關(guān)系，可以用一個響應(yīng)函數(shù)來描述。該響應(yīng)函數(shù)可以表示為：

```

L_s=F(L_in)

```

其中：

*L_s是傳感器的輸出輻射值

*L_in是入射輻射值

*F是傳感器響應(yīng)函數(shù)

校正的過程就是確定響應(yīng)函數(shù)F，并使用它來反演真實的入射輻射值L_in。

校正方法

有兩種主要的方法用于傳感器響應(yīng)函數(shù)校正：

1.使用校準場

這種方法使用一個已知反射率和輻射值的校準場。通過在校準場上采集圖像，可以得到傳感器對已知輻射值的響應(yīng)值。然后，可以擬合響應(yīng)函數(shù)，并將其用于校正其他圖像。

2.使用維卡函數(shù)

維卡函數(shù)是一種數(shù)學(xué)函數(shù)，用于描述傳感器的非線性響應(yīng)。該函數(shù)具有三個參數(shù)：a、b和c，可以根據(jù)傳感器的數(shù)據(jù)進行擬合。一旦確定了維卡參數(shù)，就可以使用它們來反演真實的入射輻射值。

校正過程

傳感器響應(yīng)函數(shù)校正通常涉及以下步驟：

1.獲取校準數(shù)據(jù)：使用校準場或其他方法獲取傳感器的響應(yīng)值。

2.擬合響應(yīng)函數(shù)：使用校準數(shù)據(jù)擬合傳感器響應(yīng)函數(shù)。

3.反演真實輻射值：使用響應(yīng)函數(shù)反演原始圖像中記錄的輻射值，得到真實的入射輻射值。

注意事項

在進行傳感器響應(yīng)函數(shù)校正時，需要注意以下事項：

*傳感器類型：校正方法取決于傳感器的類型。

*校準條件：校準場的條件（例如照明和溫度）應(yīng)與被校正圖像的條件相似。

*維卡函數(shù)參數(shù)：維卡參數(shù)應(yīng)根據(jù)傳感器的特定響應(yīng)特性進行擬合。

*校正誤差：校正誤差受多種因素的影響，例如校準數(shù)據(jù)的質(zhì)量和擬合響應(yīng)函數(shù)的精度。

結(jié)論

傳感器響應(yīng)函數(shù)校正是遙感圖像輻射定標的關(guān)鍵一步，它可以補償傳感器非線性響應(yīng)的影響，并恢復(fù)真實的地表輻射值。通過采用適當?shù)男Ｕ椒ê涂紤]校正注意事項，可以提高遙感圖像的定量精度，為后續(xù)的圖像分析和解釋提供可靠的基礎(chǔ)。第五部分反射率轉(zhuǎn)換模型反射率轉(zhuǎn)換模型

輻射定標的目的是將傳感器記錄的原始輻射值轉(zhuǎn)換為地表目標的反射率值，從而獲得目標的真實輻射特征。反射率轉(zhuǎn)換模型旨在通過考慮入射輻射、目標反射特性和傳感器響應(yīng)等因素，將原始輻射值轉(zhuǎn)換成反射率值。

基本原理

反射率轉(zhuǎn)換模型的基本原理是基于輻射傳遞方程：

```

L=L_sr+L_a+L_p

```

其中，L為傳感器接收到的輻射值，L_sr為目標反射的輻射，L_a為大氣透過輻射，L_p為大氣散射輻射。

反射率轉(zhuǎn)換模型通過假設(shè)大氣透過輻射和大氣散射輻射是已知的或可以估計的，將輻射傳遞方程簡化為：

```

R=(L-L_a-L_p)/L_sr

```

其中，R為目標的反射率。

反射率轉(zhuǎn)換模型類型

常用的反射率轉(zhuǎn)換模型包括：

*Lambertian反射率模型：假設(shè)目標是理想的Lambertian反射體，反射率在所有方向上都是相同的。

*雙向反射率分布函數(shù)（BRDF）模型：考慮目標的非理想反射特性，描述反射率隨入射和散射方向的變化。

*幾何光學(xué)模型：使用幾何光學(xué)原理模擬目標的反射過程，適合具有復(fù)雜幾何形狀的目標。

模型選擇

選擇合適的反射率轉(zhuǎn)換模型取決于目標的反射特性、傳感器類型和輻射條件。一般來說：

*對于均勻、粗糙的目標，Lambertian反射率模型可以提供準確的反射率估計。

*對于具有非理想反射特性的目標，需要使用BRDF模型或幾何光學(xué)模型。

*在不同的大氣條件下，需要考慮大氣透過輻射和大氣散射輻射的影響，并使用適當?shù)拇髿庑Ｕ惴ā?/p>

反射率轉(zhuǎn)換模型的應(yīng)用

反射率轉(zhuǎn)換模型廣泛應(yīng)用于遙感圖像處理中，包括：

*地表特征提?。和ㄟ^分析不同波段的反射率值，提取土地利用類型、植被覆蓋度、地表溫度等信息。

*生物物理參數(shù)反演：利用植被反射率與葉綠素含量、葉面積指數(shù)等生物物理參數(shù)之間的關(guān)系，反演這些參數(shù)。

*大氣校正：通過估計大氣透過輻射和大氣散射輻射，消除大氣影響，獲得地表的真實反射率值。

反射率轉(zhuǎn)換模型是輻射定標的關(guān)鍵步驟，為遙感圖像的定量分析和地表特征的準確提取提供了基礎(chǔ)。第六部分絕對輻射定標途徑關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點太陽輻射傳輸模型

1.基于太陽輻射傳輸原理，建立輻射定標模型，考慮大氣傳輸、傳感器響應(yīng)等因素。

2.利用輻射傳輸參數(shù)（如大氣光學(xué)厚度、氣溶膠光學(xué)厚度等）進行模型參數(shù)反演。

3.反演得到輻射定標參數(shù)，實現(xiàn)遙感圖像的絕對輻射定標。

場觀測量

1.對場觀目標進行輻射測量，獲取實地輻射值。

2.設(shè)計傳感器安裝平臺，保證傳感器與場觀目標處于相同的視場條件下。

3.結(jié)合場觀測量數(shù)據(jù)與遙感圖像，建立輻射定標關(guān)系，實現(xiàn)遙感圖像的絕對輻射定標。

目標輻射模型

1.根據(jù)目標的反射率、發(fā)射率等光學(xué)特性，建立目標輻射模型。

2.結(jié)合目標模型與輻射傳輸模型，建立目標輻射傳輸模型。

3.反演得到目標輻射傳輸參數(shù)，從而實現(xiàn)遙感圖像的絕對輻射定標。

實驗室定標

1.利用實驗室輻射標準源，對傳感器進行分光響應(yīng)定標。

2.通過建立傳感器響應(yīng)模型，將分光響應(yīng)定標結(jié)果轉(zhuǎn)換為輻射定標參數(shù)。

3.結(jié)合實驗室定標結(jié)果與發(fā)射率模型，實現(xiàn)遙感圖像的絕對輻射定標。

跨傳感器定標

1.采用光學(xué)方法或統(tǒng)計方法，建立不同傳感器之間的輻射定標關(guān)系。

2.利用交叉定標傳感器進行輻射定標傳輸，實現(xiàn)目標傳感器的絕對輻射定標。

3.提高遙感圖像的跨傳感器兼容性和數(shù)據(jù)一致性。

趨勢與前沿

1.機器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)技術(shù)在輻射定標中的應(yīng)用，自動化定標過程，提高效率和準確度。

2.高光譜遙感的輻射定標技術(shù)研究，探索高光譜圖像的絕對輻射定標方法。

3.天基輻射定標平臺的研究與發(fā)展，為遙感圖像提供長期的輻射定標參考。絕對輻射定標途徑

概述

絕對輻射定標旨在將遙感圖像中的數(shù)字編號（DN）轉(zhuǎn)換為真實地表輻射亮度值（L），這是一個至關(guān)重要的過程，可確保圖像數(shù)據(jù)在定量分析中的準確性和可比性。絕對輻射定標有兩種主要途徑：利用參考面板和利用大氣校正模型。

利用參考面板

原理：

這種方法利用地面放置的已知輻射特性（如反射率或發(fā)射率）的參考面板來定標圖像數(shù)據(jù)。在圖像采集期間，這些面板會與目標區(qū)域一同被成像。

過程：

1.測量參考面板的輻射特性：使用實驗室或現(xiàn)場儀器，精確測量參考面板在各個波段的反射率或發(fā)射率。

2.采集參考面板的圖像：在圖像采集期間，獲取包含參考面板的圖像數(shù)據(jù)。

3.提取參考面板的數(shù)字編號：從圖像中提取參考面板的DN。

4.計算校正參數(shù)：使用參考面板的已知輻射特性和DN，計算將DN轉(zhuǎn)換為輻射亮度值的校正參數(shù)（例如，增益和偏移）。

5.應(yīng)用校正參數(shù)：將校正參數(shù)應(yīng)用于整個圖像，將DN值轉(zhuǎn)換為輻射亮度值。

類型：

*反射式參考面板：用于校正反射式圖像，例如來自可見光和紅外波段的圖像。

*熱輻射式參考面板：用于校正熱輻射圖像，例如來自熱紅外波段的圖像。

利用大氣校正模型

原理：

這種方法使用大氣校正模型來計算圖像中大氣散射和吸收的影響。它通過去除這些影響來恢復(fù)地表輻射亮度值。

過程：

1.選擇大氣校正模型：根據(jù)圖像采集條件和目標應(yīng)用，選擇適當?shù)拇髿庑ＵＰ汀?/p>

2.獲取大氣參數(shù)：收集大氣參數(shù)，例如大氣氣溶膠量、水汽含量和臭氧濃度。這些參數(shù)可以通過大氣模型、衛(wèi)星數(shù)據(jù)或地面測量獲得。

3.輸入圖像數(shù)據(jù)：將圖像數(shù)據(jù)輸入大氣校正模型。

4.大氣校正：模型使用大氣參數(shù)和圖像數(shù)據(jù)來計算和去除大氣影響。

5.恢復(fù)地表輻射亮度：大氣校正后，獲得地表輻射亮度值的圖像。

類型：

*輻射傳輸模型：利用輻射傳輸原理模擬大氣散射和吸收過程。

*經(jīng)驗?zāi)Ｐ停焊鶕?jù)統(tǒng)計分析和經(jīng)驗關(guān)系建立的經(jīng)驗?zāi)Ｐ汀?/p>

*混合模型：結(jié)合輻射傳輸模型和經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷幕旌夏Ｐ汀?/p>

優(yōu)勢與劣勢

利用參考面板

*優(yōu)點：

*提供高度準確的校正參數(shù)。

*對大氣條件不敏感。

*缺點：

*需要部署和維護參考面板。

*難以在所有場景中部署。

利用大氣校正模型

*優(yōu)點：

*不需要參考面板。

*適用于各種場景。

*缺點：

*可能不如參考面板法準確。

*需要準確的大氣參數(shù)。

選擇考慮因素

選擇絕對輻射定標方法時，應(yīng)考慮以下因素：

*準確度要求：所需結(jié)果的準確度水平。

*場景復(fù)雜性：圖像中地表和大氣條件的復(fù)雜性。

*數(shù)據(jù)可用性：參考面板的可用性或大氣參數(shù)的獲取可能性。

*成本和方便性：與每種方法相關(guān)的成本和部署便利性。

通過謹慎選擇和應(yīng)用絕對輻射定標方法，可以確保遙感圖像數(shù)據(jù)的高準確性和可比性，從而為定量分析和理解地球表面提供可靠的信息基礎(chǔ)。第七部分相對輻射定標方法關(guān)鍵詞關(guān)鍵要點【相對輻射定標方法】

1.通過統(tǒng)計遙感圖像中某個已知或可估計目標的灰度值分布，建立該目標反射率與灰度值的回歸方程。

2.利用該回歸方程，對圖像中其他區(qū)域的灰度值進行轉(zhuǎn)換，得到相對輻射定標后的圖像。

3.相對輻射定標方法無需準確的輻射傳輸模型和大氣校正模型，計算簡單，適用于不同分辨率和覆蓋區(qū)域的遙感圖像。

【輻射率轉(zhuǎn)換法】

相對輻射定標方法

相對輻射定標是一種將待校準圖像的輻射值與參考圖像的已知輻射值相比較的技術(shù)。這種方法基于兩個基本假設(shè)：

1.待校準圖像和參考圖像的波譜特性相似。

2.待校準圖像和參考圖像的輻射值隨時間穩(wěn)定。

相對輻射定標方法通常包括以下步驟：

1.數(shù)據(jù)預(yù)處理

*幾何配準：將待校準圖像和參考圖像幾何配準，以確保它們的空間對應(yīng)性。

*大氣校正：校正大氣散射和吸收對輻射值的影響。

*去除噪聲：消除圖像中的噪聲和異常值。

2.輻射響應(yīng)函數(shù)估計

*選擇參考圖像：選擇輻射特性已知的參考圖像，例如已定標的衛(wèi)星圖像或地面測量數(shù)據(jù)。

*提取區(qū)域：從待校準圖像和參考圖像中提取感興趣區(qū)域（ROI）。

*計算響應(yīng)函數(shù)：計算ROI中每個波段待校準圖像與參考圖像的輻射值比值。這稱為輻射響應(yīng)函數(shù)（RRF）。

3.輻射定標

*應(yīng)用RRF：將待校準圖像中的每個波段的輻射值乘以相應(yīng)的RRF，以校準其輻射值。

*絕對定標：如果需要絕對輻射值，則可以將校準后的圖像與已知輻射通量值的圖像或地面測量數(shù)據(jù)進行對比。

相對輻射定標方法的優(yōu)點：

*簡單易行：相對輻射定標不需要對傳感器進行精確的定標。

*成本低廉：這種方法不需要昂貴的設(shè)備或測量裝置。

*時間高效：相對輻射定標比絕對輻射定標更省時。

*適用于多光譜圖像：這種方法適用于具有多個波段的多光譜圖像。

相對輻射定標方法的缺點：

*依賴于參考圖像：校準結(jié)果的準確性取決于參考圖像的精度。

*波譜相似性假設(shè)：該方法假設(shè)待校準圖像和參考圖像具有相似的波譜特性，這在實踐中可能并不總是成立。

*輻射值穩(wěn)定性假設(shè)：該方法假設(shè)待校準圖像和參考圖像的輻射值隨時間穩(wěn)定，這在某些情況下可能不成立，例如存在云或大氣變化。

*可能存在誤差累積：如果相對輻射定標過程重復(fù)進行，則誤差可能會累積，導(dǎo)致不準確的校準。

應(yīng)用

相對輻射定標方法廣泛應(yīng)用于遙感成像中，包括：

*衛(wèi)星圖像校正

*航空圖像校正

*地面圖像校正

*多源圖像融合

*環(huán)境監(jiān)測

*土地利用分類第八部分定標精度評估及影響因素定標精度評估

輻射定標精度的評估至關(guān)重要，它反映了定標過程的準確性。定標精度評估通常采用以下指標：

*絕對輻射定標精度：指地物實際輻射值與定標后影像中相應(yīng)像元輻射值的偏差，通常以均方根誤差（RMSE）或相對偏差（RPD）表示。

*相對輻射定標精度：指同一影像內(nèi)不同像元輻射值的相對誤差，通常以變異系數(shù)（CV）或信噪比（SNR）表示。

影響因素

輻射定標精度的影響因素主要包括：

1.輻射源穩(wěn)定性：

輻射源（如太陽或?qū)嶒炇夜庠矗┑姆€(wěn)定性直接影響定標結(jié)果。不穩(wěn)定的輻射源會導(dǎo)致定標過程中波段間的輻射能量分布變化，從而影響定標精度。

2.大氣校正：

大氣衰減和散射對遙感影像的輻射亮度會產(chǎn)生影響。如果大氣校正不充分，定標后影像的輻射值可能存在偏差，影響定標精度。

3.傳感器特性：

傳感器的光譜響應(yīng)函數(shù)、線性度和幾何畸變等特性都會影響定標精度。傳感器光譜響應(yīng)函數(shù)不均勻或線性度差，會導(dǎo)致不同波段的輻射值誤差較大。

4.定標模型選擇：

不同的定標模型（如單線性、二次線性和維斯變換模型）對輻射定標精度有不同的影響。選擇合適的定標模型至關(guān)重要。

5.定標樣本選擇：

定標樣本的選擇對定標精度有很大影響。樣本應(yīng)代表目標區(qū)域的輻射特征，且數(shù)量充足。樣本分布均勻，可避免定標區(qū)域外的數(shù)