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遥感图像辐射校正及邻近效应去除的研究

作　者: 焦海斌
导　师: 张钧萍
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 大气辐射校正 邻近效应 定量遥感 大气辐射传输模型
分类号: TP751
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


遥感成像过程中传感器接收到的地物信息由于其在传输过程中和大气的相互作用尤其是邻近效应的影响导致其辐照度和光谱分布都要发生变化,使得传感器不能真实记录地物目标信息,从而影响对获得的遥感数据进行定量分析、特征提取、光谱重建等定量遥感研究过程,所以遥感图像的辐射校正问题是一个亟待解决的重要问题,大气辐射校正环节因此成为遥感定量分析的关键。本文在大气辐射传输理论的基础上利用基于辐射传输模型的方法进行大气辐射校正:在利用基于辐射传输模型解决大气辐射校正问题时,对地表特性的准确分析和界定是求解大气和地表这一耦合系统中辐射传输的关键,本文针对目标地物的性质和实际应用情况,分五种地表条件进行了分析和讨论,建立了不同地表条件下的大气辐射传输方程。针对地表非均一特性和大气散射导致遥感成像中的邻近效应问题,本文提出通过求解大气点扩散函数来定量分析和去除邻近效应。利用蒙特卡罗方法得到的大气点扩散函数,不仅能比较准确地求解大气辐射传输方程,而且也解决了传统求解辐射传输方程的方法中计算量大,求解复杂的问题。大气参数的准确获取是影响利用大气辐射传输模型校正方法求解辐射传输方程精度的另一个关键因素,大气参数的随机性和非均匀分布增大了对大气参数的精确同步实时测定的难度,尤其是气溶胶含量的反演,本文利用黑暗像元法,通过图像自身信息并利用大气辐射传输6S模型反演成像时气溶胶光学厚度,提高了利用辐射传输模型进行反演和校正的精确度。在上述研究的基础上,本文提出了一种易于工程实现的模块化大气辐射校正方案。该方案利用大气辐射传输模型MODTRAN生成查找表,选取大气参数的确定、气溶胶光学厚度的反演与邻近效应的去除作为影响遥感成像的关键因素进行了研究与分析,分别给出了计算方法并进行了实现,对校正后的图像,通过分析具体典型地物光谱特征验证了校正方案的有效性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-17
  1.1 课题来源及研究的目的和意义  9-10
  1.2 国内外发展概况  10-16
    1.2.1 基于辐射传输模型求解的方法  10-12
    1.2.2 利用图像本身信息进行校正的方法  12-13
    1.2.3 邻近效应及其去除方法  13-14
    1.2.4 国内辐射校正方法研究进展  14-16
  1.3 论文主要内容及结构安排  16-17
第2章 大气辐射传输理论  17-33
  2.1 引言  17
  2.2 大气构成与大气特性  17-18
  2.3 辐射传输理论在成像遥感中的应用  18-32
    2.3.1 大气吸收特性分析  20-23
    2.3.2 大气散射特性分析  23-25
    2.3.3 气溶胶光学特性和分子光学特性分析  25-26
    2.3.4 理想化地-气辐射传输  26-28
    2.3.5 目标地物地表特性分析  28-32
  2.4 本章小结  32-33
第3章 邻近效应分析和大气点扩散函数的获取  33-45
  3.1 引言  33
  3.2 遥感成像中邻近效应分析  33-34
  3.3 基于蒙特卡罗方法求解大气点扩散函数  34-38
    3.3.1 蒙特卡罗方法原理及其特点  34-36
    3.3.2 光子与大气粒子的随机碰撞过程  36-38
    3.3.3 散射相函数和大气光学厚度的获取  38
  3.4 大气点扩散函数求解结果和分析  38-44
  3.5 本章小结  44-45
第4章 大气辐射校正系统的设计和实现  45-64
  4.1 引言  45
  4.2 校正系统的设计和实现  45-55
    4.2.1 大气辐射校正一般方法  45
    4.2.2 基于辐射传输模型的大气校正系统的设计和实现  45-49
    4.2.3 大气参数与气溶胶粒子反演  49-53
    4.2.4 邻近效应处理  53-55
  4.3 实验数据  55-56
  4.4 校正结果评价  56-63
    4.4.1 图像校正结果目视评价  56-57
    4.4.2 基于光谱特性的评价  57-61
    4.4.3 基于不同地物校正前后光谱角评价  61-63
  4.5 本章小结  63-64
结论  64-65
参考文献  65-70
攻读学位期间发表的学术论文  70-72
致谢  72

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 遥感技术 > 遥感图像的解译、识别与处理 > 图像处理方法
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