光學遙感輻射定標

目錄
前言
第1章 光學遙感輻射定標基礎 1
1.1 概述 1
1.2 基本概念 3
1.3 電磁輻射傳輸與相互作用 14
1.3.1 太陽輻射與太陽光譜 14
1.3.2 大氣組成與大氣作用 16
1.3.3 地表對電磁波的反射作用 20
1.3.4 遙感器對入射能量的轉(zhuǎn)換過程 22
1.4 遙感器輻射定標過程與方法 24
1.4.1 發(fā)射前定標 24
1.4.2 星上定標 26
1.4.3 替代定標 26
1.5 輻射定標原則 27
第2章 大氣輻射傳輸過程 29
2.1 輻射傳輸基本原理 29
2.1.1 輻射傳輸基本方程 29
2.1.2 可見光-近紅外大氣輻射傳輸方程 30
2.2 光學傳感器大氣輻射傳輸過程 31
2.2.1 到達地面的輻照度 32
2.2.2 均一朗伯體地面條件下衛(wèi)星信號 33
2.3 氣溶膠吸收與散射 36
2.3.1 氣溶膠模式 36
2.3.2 氣溶膠吸收 42
2.3.3 氣溶膠散射 42
2.3.4 氣溶膠測量 47
2.4 大氣分子吸收 51
2.4.1 氧分子吸收 52
2.4.2 臭氧吸收 52
2.4.3 水汽吸收 54
2.4.4 二氧化碳 54
2.4.5 其他微量氣體吸收 55
2.4.6 大氣廓線與水汽柱含量觀測 58
2.5 大氣分子瑞利散射 61
2.5.1 瑞利散射原理 61
2.5.2 瑞利散射光學厚度計算 62
2.6 多次散射及吸收與散射相互作用 64
2.6.1 多次散射數(shù)值求解 64
2.6.2 散射與吸收相互作用 64
2.7 輻射傳輸模型介紹 65
2.7.1 6S/6SV 65
2.7.2 MODTRAN 68
2.7.3 輻射傳輸模型在外場定標實驗中的應用 70
本章附錄Ⅰ 太陽輻照度、日地距離與太陽幾何計算 70
本章附錄Ⅱ 大氣輻射傳輸模型對比 73
第3章 遙感器成像原理 78
3.1 遙感器成像概述 78
3.2 遙感器光學系統(tǒng)成像過程 79
3.2.1 光學系統(tǒng)成像基本理論 79
3.2.2 光學系統(tǒng)成像偏差 89
3.2.3 光學系統(tǒng)成像質(zhì)量評價 100
3.3 探測器及光電系統(tǒng) 104
3.3.1 光電轉(zhuǎn)換與CCD概述 104
3.3.2 CCD工作原理 105
3.3.3 TDI-CCD推掃過程 110
3.3.4 CCD參數(shù)與光電特性 113
3.4 信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng) 122
3.4.1 驅(qū)動電路 122
3.4.2 耦合電路 123
3.4.3 前置放大 123
3.4.4 增益調(diào)整 127
3.4.5 箝位 128
3.4.6 相關雙采樣 129
3.4.7 信號合成電路 129
3.4.8 A/D變換 130
3.4.9 補償 131
3.4.10 濾波器 131
3.5 遙感器成像誤差探討 132
3.5.1 光學系統(tǒng)引入誤差 132
3.5.2 CCD 光電轉(zhuǎn)換引入誤差 133
3.5.3 信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)引入誤差 134
3.5.4 遙感器的總體性能 135
第4章 遙感器實驗室定標 139
4.1 概述 139
4.1.1 遙感器實驗室定標組成及研究方法 139
4.1.2 遙感器實驗室定標技術研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 140
4.2 實驗室主要定標設備 144
4.2.1 積分球 144
4.2.2 平行光管 145
4.2.3 單色儀 145
4.2.4 光源 146
4.2.5 其他設備 146
4.3 實驗室輻射定標 147
4.3.1 輻射定標標準傳遞 147
4.3.2 輻射定標系統(tǒng)及定標方法 149
4.3.3 定標數(shù)據(jù)處理與誤差分析 159
4.3.4 實例 159
4.4 實驗室光譜定標 162
4.4.1 光譜定標原理 162
4.4.2 光譜定標系統(tǒng) 164
4.4.3 光譜定標方法 165
4.4.4 定標數(shù)據(jù)處理與誤差分析 166
4.4.5 實例 167
4.5 地面太陽定標(野外定標) 171
4.5.1 用途及意義 171
4.5.2 定標方法 171
第5章 遙感器星上定標 174
5.1 概述 174
5.1.1 星上定標的意義 174
5.1.2 星上定標的現(xiàn)狀與趨勢 175
5.2 內(nèi)源星上輻射定標 178
5.2.1 燈定標 178
5.2.2 積分球定標 181
5.3 基于太陽的星上定標 187
5.3.1 原理與特點 187
5.3.2 典型案例 188
5.4 MODIS星上定標系統(tǒng) 190
5.4.1 星上定標系統(tǒng)組成 191
5.4.2 輻射定標 194
第6章 遙感器在軌相對輻射定標 196
6.1 概述 196
6.1.1 相關概念的區(qū)別和聯(lián)系 196
6.1.2 相對輻射定標的重要性 198
6.2 暗電流校正 199
6.2.1 海洋暗電流圖像獲取的原則 199
6.2.2 暗電流獲取實例 200
6.3 不均勻性校正及精度評價 202
6.3.1 直方圖均衡法 203
6.3.2 均勻場景法 203
6.3.3 大視場推掃式成像遙感器相對輻射定標策略 203
6.3.4 相對輻射校正精度評價 208
6.4 典型案例 209
6.4.1 SPARK高光譜衛(wèi)星相對定標 209
6.4.2 UK-DMC相對定標 216
6.4.3 BJ-1多光譜圖像相對輻射校正精度評價 217
第7章 遙感器替代輻射定標 229
7.1 替代絕對輻射基本原理 229
7.2 基于輻射定標場的絕對輻射定標 230
7.2.1 反射率基法 231
7.2.2 輻照度基法及改進 234
7.2.3 輻亮度基法 235
7.2.4 討論與分析 236
7.3 場地定標應用案例 239
7.3.1 TG-1高光譜遙感器光譜替代定標 239
7.3.2 CASI航空高光譜數(shù)據(jù)替代定標 243
7.3.3 寬幅高光譜衛(wèi)星SPARK-01/02場地替代定標 246
7.4 交叉定標法 262
7.4.1 概述 262
7.4.2 基本原理與方法 262
7.4.3 光譜匹配因子分析 264
7.4.4 方法應用：HJ小衛(wèi)星輻射定標 271
7.4.5 小結 274
7.5 多種輻射定標方法綜合應用 274
7.5.1 數(shù)據(jù)獲取 275
7.5.2 數(shù)據(jù)處理 277
7.5.3 定標結果和分析 282
7.5.4 定標不確定性分析 284
7.5.5 結論 286
本章附錄 輻射定標機構、定標場介紹、臭氧和氣溶膠觀測站介紹 286
參考文獻 288