高光谱遥感数据的大气校正

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1、1实验二实验二 高光谱遥感数据的大气校正高光谱遥感数据的大气校正-GIS0901 赵建平 2009303200901一.基本概念:a) 大气散射辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开，称为散射。大气散射是电磁波同大气分子或气溶胶等发生相互作用，使入射能量以一定规律在各方向重新分布的现象。其实质是大气分子或气溶胶等粒子在入射电磁波的作用下产生电偶极子或多极子振荡，并以此为中心向四周辐射出与入射波频率相同的子波，即散射波。散射波能量的分布同入射波的波长、强度以及粒子的大小、形状和折射率有关。b) 大气吸收和地面遥感可以利用的主要大气窗口对遥感传感器而言，只有选择透过率高的波段

2、才对观测有意义。电磁波通过大气层较少被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段成为大气窗口。通常把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。大气窗口的光谱段主要有:微波波段（即 0.82.5cm） ，由于微波穿云透雾能力强，这一区间可以用于全天候观测，而且是主动遥感方式。远红外波段（即 814m） ，主要通透来自地物热辐射的能量，适用于夜间成像。中红外波段（即 3.55.5m） ，该波段除了反射外，地面2物体也可以自身发射热辐射能量。近、中红外波段（即 1.51.8m 和 2.03.5m） ，是白天日照条件好时扫描成像的常用波段。紫外、可见光和近红外波段（即 0.31.3m）这一波段是摄影

3、成像的最佳波段，也是许多卫星传感器扫描成像的常用波段。c) 天空为什么是蓝色的？太阳升起和落下时天空为什么是红色或橘红色？我们所看到的蓝天是因为空气分子和其他微粒对入射的太阳光进行选择性散射的结果。当微粒的直径小于可见光波长时，散射强度和波长的 4 次方成反比，不同波长的光被散射的比例不同。当太阳光进入大气后，空气分子和微粒(尘埃、水滴、冰晶等)会将太阳光向四周散射。组成太阳光的红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 7 种光中，红光波长最长，紫光波长最短。波长比较长的红光透射性最大，大部分能够直接透过大气中的微粒射向地面。而波长较短的蓝、靛、紫等色光，很容易被大气中的微粒散射。因此晴天天空是蔚蓝的。当太

4、阳将要落山时，太阳光穿透大气层到达观察者所经过的路程要比中午时长得多，更多的光被散射和反射，所以光线也没有中午时明亮。因为在到达所观察的地方，波长较短的光蓝色和紫色的光几乎已经散射殆尽，只剩下橙色和红色的光，所以随着太阳慢慢落下，天空看起来也从橙色3变成红色。同样道理，当太阳升起的时候，也是橙色或者红色的。d) 为什么要进行大气校正？进入大气的太阳辐射会发生反射、折射、吸收、散射和透射，其中对传感器接收影响较大的是吸收和散射。大气校正可以消除大气中水分、二氧化碳、甲烷、臭氧等物质对地物反射的影响，消除大气分子和气溶胶散射的影响，从而反演地物真实反射率。二对比分析 DOS 和 FLAASH 的处理结果。图一.AVIRIS 影像 FLAASH 处理结果 图二. AVIRIS 影像 DOS 处理结果 从图像上，我们可以发现针对同一幅 AVIRIS 影像，FLAASH 处理结果比 DOS 处 理结果影像整体偏亮，这一点通过观察下面的反射率也可以加也印证。4图三. AVIRIS 影像 FLAASH 处理光谱曲线 图四. AVIRIS 影像 DOS 处理光谱曲线从两幅影像处理结果上，我们不仅可以发现 FLAASH 处理结果的光谱反射率总体比 DOS 处理结果偏高，而且可以发现在 0700nm 范围内FLAASH 处理结果的光谱反射率远远高于后者。