辐射定标实习报告

江西师范大学地理与环境学院

实习报告

实习名称辐射定标

实习课程姓名班级学号实习时间得分

出现

利用以下公式，将给出对应的波段参数带入

点击可了解所转化之后的相关信息

Landsat系列辐射定标参数整理

辐射定标参数整理 1.亮度温度计算 亮度温度是一个常用的温度概念，是在卫星高度上传感器探测波段范围内普朗克黑体辐射函数与传感器响应函数乘积积分得到的辐射值．亮度温度包含有大气和地表对热辐射传导的影响，不是真正意义上的地表温度。 计算公式： 其中，Lλ为传感器探孔处光谱辐射强度，即星上辐射亮度值，实现像素DN值转化为绝对辐射亮度值。 1.1.星上辐射亮度（Lλ） 遥感影像的亮度值(DN值)都是经过量化和纠正过的以8bit编码的数字影像，为了精确反演地物特性，有必要将DN值转化为星上辐射亮度值。 https://www.wendangku.net/doc/672410555.html,ndsat8 Lλ= M L*Q cal + A L 通过查看影像的头文件，可以获取偏差参数：M L(RADIANCE_MULT_BAND_x)和A L(RADIANCE_ADD_BAND_x)为图像的增益和偏置。 1.1. https://www.wendangku.net/doc/672410555.html,ndsat5/7

QCAL为经过辐射校正的图像灰度值即DN值；L max为探测器可检测到的最大辐射亮度，也是最大灰度值所相应的辐射亮；L min为探测器可检测到的最小辐射亮度，也是最小灰度值所相应的辐射亮度。 表 1 Landsat5 TM的Lmin和Lmax值 表 2 Landsat7 ETM+的Lmin和Lmax值 QCAL max为传感器接收到的最大灰度值，QCAL min为传感器接收到的最小灰度值。（1）如

果没有元数据信息，QCAL MIN默认值1（TM和ETM+1)或者0(MSS)；QCAL MAX取默认值255(TM 和ETM+)或者127(MSS)。（2）如果有元数据信息，QCAL MIN取值如下：对于LPGS Products（The level 1 product generation system）取值为1，对于NLAPS Products（National Landsat Archive Production System）在04 April 2004之前取值为0，在04 April 2004之后取值为1；QCAL MAX 取值为127（MSS）, 255（TM、ETM）。 注：LPGS和NLAPS分别是两种数据处理系统得到的产品，从2008年12月份开始，L7 ETM+ 和L5都是以LPGS系统处理，L4 TM和MSS以NLAPS系统处理。 表 3 Landsat5/7的QCALmin和QCALmax的值 1.2.预设常量K K1和K2是发射前预设的常量，具体值如下表所示。 2.大气顶层反射率（表观发射率） https://www.wendangku.net/doc/672410555.html,ndsat 5/7（TM/ETM） ρ= π?Lλ?d2 ESUN?cosθ 其中：ρ——地面相对反射率；D——日地天文单位距离；Lλ——传感器光谱辐射值，即大气顶层的辐射能量；ESUN——大气顶层的太阳平均光谱辐射，即大气顶层太阳辐照度；1注：Landsat7热红外波段（Band 6）在格式1时总设置为低增益(6L)，格式2时总设置为高增益(6H)

最新版ENVI5.3下高分二号(GF2)数据预处理

ENVI5.3下高分二号（GF2）数据预处理 以一景2015年1月23日获取的GF2-PMS1数据为例介绍在ENVI5.3下GF2数据预处理的详细操作步骤。GF2数据预处理基本流程如下： 图：GF2数据预处理流程 说明：1. 针对不同的应用，有不同的处理流程，上图中列出了两种常用的预处理流程。流程一主要针对高精度的定量遥感应用，也就是对大气校正精度要求

比较高应用，比如：植被参数定量反演等；流程二主要针对定性遥感或者对大气校正精度要求比较低的遥感应用，比如：土地利用类型分类等。本文介绍的主要是流程二的详细操作步骤，流程一的实现可参考日志：ENVI5.2下高分二号数据FLAASH大气校正；另外，中国资源卫星应用中心网站已经公布了最新的GF2数据绝对辐射定标系数和两个传感器的波谱响应函数，大家可以下载使用。2. 本例中所有操作都是在ENVI5.3版本下进行的，除NNDiffuse Pan Sharpening 图像融合（ENVI5.2新增，ENVI5.1中可以使用G-S融合方法）外，其他操作在ENVI5.1/5.2下同样可以完成。 1. 数据打开 启动ENVI5.3，在菜单栏中，选择File > Open，弹出Open对话框，找到GF2数据文件夹所在位置，选中扩展名为.tiff的两个文件，点击打开。 图2 打开GF2多光谱和全色数据

在左侧图层管理Layer Manager面板中，选择多光谱或全色数据图层，右键View Metadata查看其元数据信息，可以看到ENVI很好地识别了数据的RPC 信息。 图3 ENVI自动识别GF2数据RPC信息 2. 正射校正 有了RPC信息之后，下面我们就可以基于这些RPC信息分别对多光谱和全色数据进行正射校正。这里我们以多光谱数据正射校正为例，全色数据正射校正操作完全相同。

绝对辐射定标系数

国产陆地观测卫星2013年外场绝对辐射定标系数 1、 资源三号（ZY-3）卫星绝对辐射定标系数见表2 表2 ZY-3卫星在轨绝对辐射定标系数 卫星载荷 波段 光谱范围（μm ） Gain 资源三号 多光谱相机 Band-1 0.45 ~ 0.52 0.2551 Band-2 0.52 ~ 0.59 0.2353 Band-3 0.63 ~ 0.69 0.1944 Band-4 0.77 ~ 0.89 0.2107 注：利用绝对定标系数将ZY-3卫星CCD 图像DN 值转换为辐亮度图像的公式为： ()e e L Gain DN Bias λ=?+ 式中：式中()e e L λ为转换后辐亮度，单位为211W m sr m μ---???，DN 为卫星载荷观测值；Gain 为定标斜率，单位为211W m sr m μ---???,Bias 为定标截距，单位为211W m sr m μ---???。

2、 资源一号02C （ZY-1 02C ）卫星绝对辐射定标系数见表3 表3 ZY-1 02C 星CCD 相机的定标系数 卫星载荷 波段号 Gain Bias ZY-1-02C-PMS Band1(P) 0.6208 -13.826 Band2 0.7397 -22.246 Band3 0.6904 -15.438 Band4 0.6369 -14.201 注：利用绝对定标系数将ZY-1 02C 卫星CCD 图像DN 值转换为辐亮度图像的公式为： ()e e L Gain DN Bias λ=?+ 式中：式中()e e L λ为转换后辐亮度，单位为211W m sr m μ---???，DN 为卫星载荷观测值；Gain 为定标斜率，单位为211W m sr m μ---???,Bias 为定标截距，单位为211W m sr m μ---???。

环境减灾星座AB星各载荷在轨绝对辐射定标系数

环境减灾星座A/B 星各载荷在轨绝对辐射定标系数 1、HJ1A/B 星各载荷在轨绝对辐射定标系数见表1和表2。 表1 HJ1A/B 星CCD 与IRS 绝对辐射定标系数 定标系数 卫星 传感器 增益 参数 Band1 Band2 Band3 Band4 a (DN/W ?m ?2 ?sr ?1?μm ?1)0.57630.54100.6824 0.7209 1 L 0 (W ?m ?2 ?sr ?1?μm ?1) 9.31839.17587.5072 4.1484 a (DN/W ?m ?2 ?sr ?1?μm ?1)0.9160 0.9228 1.1277 1.0753 CCD1 2 L 0 (W ?m ?2 ?sr ?1?μm ?1) 7.3250 6.0737 3.6123 1.9028 a (DN/W ?m ?2 ?sr ?1?μm ?1)0.63600.59100.8142 0.8768 1 L 0 (W ?m ?2 ?sr ?1?μm ?1) 7.55757.0944 4.1319 1.2232 a (DN/W ?m ?2 ?sr ?1?μm ?1)0.9997 1.0016 1.3777 1.3043 HJ1A CCD2 2 L 0 (W ?m ?2 ?sr ?1?μm ?1) 4.6344 4.0982 3.7360 0.7385 a (DN/W ?m ?2 ?sr ?1?μm ?1)0.53290.528950.68495 0.72245 1 L 0 (W ?m ?2 ?sr ?1?μm ?1) 1.6146 4.0052 6.2193 2.8302 a (DN/W ?m ?2 ?sr ?1?μm ?1)0.86850.9367 1.2433 1.3002 CCD1 2 L 0 (W ?m ?2 ?sr ?1?μm ?1) 3.0089 4.4487 3.2144 2.5609 a (DN/W ?m ?2 ?sr ?1?μm ?1) 0.57820.50870.6825 0.6468 1 L 0 (W ?m ?2 ?sr ?1?μm ?1) 3.4608 5.8769 8.0069 8.8583 a (DN/W ?m ?2 ?sr ?1?μm ?1)0.9076 0.8502 1.1635 0.9800 CCD2 2 L 0 (W ?m ?2 ?sr ?1?μm ?1) 2.2219 4.0683 5.2537 6.3497 g (DN/W ?m ?2 ?sr ?1?μm ?1) 4.285718.557912.662 61.472 HJ1B IRS 1 b (DN) - - 11.489 -44.598 表2 HJ1A 星HSI 绝对辐射定标系数（DN/W ?m ?2?sr ?1?μm ?1） HJ1AHSI 绝对定标系数 波长 定标系数 波长 定标系数 波长 定标系数 460.04 0.2927 561.88 1.5462 721.61 5.8620 462.14 0.3050 565.00 1.5896 726.77 5.1258 464.25 0.3447 568.16 1.6073 732.01 5.5057 466.38 0.3786 571.36 1.6783 737.33 4.3242

星上比辐射定标器及性能评估方法研究

星上比辐射定标器及性能评估方法研究 高精度的星上定标是实现遥感数据定量化的重要途径之一。以太阳照明反射特性已知的聚四氟乙烯漫射板作为光源,采用比值辐射计进行漫反射板响应率衰减的监测和修正,实现对遥感器全光路、全视场、全口径的高精度绝对辐射定标,是当前可见短波红外波段星上定标技术的主要发展趋势。 星上比辐射定标器性能评估准确与否直接影响其在轨应用性能。在此背景下,本论文开展了星上比辐射定标器及其性能评估方法研究。 论文介绍了星上比辐射定标器工作原理,详细阐述了各关键环节设计方案。根据定标器原理和物理模型,分析得出星上定标不确定度主要来源为漫射板BRDF实时量值的不确定度,其关键在于比值辐射计对漫射板在轨衰减的修正精度。 对星上比辐射定标器性能参数测试需求进行了分析,识别出太阳观测几何因子波段比、辐射比、动态范围和信噪比等比值辐射计的关键表征参数。建立了定标器测试方案和流程,并在实验室内完成了比值辐射计、漫反射板以及星上比辐射定标器整机级的性能参数测试。 以卤钨灯作为测试光源,获取了比值辐射计太阳观测几何因子波段比查找表,不确定度优于0.18%;通过灯-板模拟系统完成了辐射比验证,预估在轨辐射比测量不确定度优于0.4%;使用已标定的大口径、多能级积分球光源对比值辐射计的动态范围、信噪比和稳定性进行了测试。结合漫射板和定标器整机测试结果,比值辐射计对漫反射板稳定性监视不确定度优于1.3%,漫射板BRDF实时量值不确定度优于1.76%,星上比辐射定标器的绝对辐射定标总不确定度优于3%。 本论文系统性地对星上比辐射定标器性能评估方法进行了研究,提出了定标

器测试方法以及测试流程,通过对星上比辐射定标器部件级以及整机级参数的测试,获取了定标器各项定标参数,完成星上定标不确定度的评估,验证了星上定标器设计以及性能评估方法的合理性,可以为定标器在轨应用以及定标精度预评估提供有效数据支撑。

高精度卫星光学遥感器辐射定标技术_郑小兵

收稿日期：2011-04-24 基金项目：国家863计划（2008AA121203）资助。 高精度卫星光学遥感器辐射定标技术 郑小兵1,2 （1中国科学院通用光学定标和表征技术重点实验室，合肥230031） （2中国科学院安徽光学精密机械研究所光学遥感中心，合肥230031） 摘要随着长期气候变化等观测新需求和高分辨对地观测等新手段的发展，空间光学仪器面临进一步提高辐射定标精度的要求。文章从空间光学仪器定标精度的制约因素和全过程定标的实现等方面，分析了国际相关领域的技术进展，并就新型定标技术的研究和应用提出建议与展望。 关键词辐射定标光学遥感卫星 中图分类号：V443+.5 文献标识码：A 文章编号：1009-8518(2011)05-0036-08High-Accuracy Radiometric Calibration of Satellite Optical Remote Sensors Zheng Xiaobing （1Key Laboratory of Optical Calibration and Characterization,Chinese Academy of Sciences ，Hefei 230031，China ） （2Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics,Chinese Academy of Sciences ，Hefei 230031，China ） Abstract Climate change monitoring and high resolution earth observation demand higher accuracy of abso -lute calibration for space optical sensors.This paper briefly discusses the progress and constrained factors of cur -rent radiometric calibration techniques.New calibration approaches and instrumentations such as hyperspectral and spectrally tunable reference light sources,and global calibration site network are introduced,and their ap -plications are suggested. Key words Radiometric calibration Optical remote sensing Satellite 1引言 光学辐射定标主要研究光辐射传感器的输出与已知的、用SI 单位表述的输入光辐射之间的定量关系，包括各种光辐射效应的定量化、光辐射的精确测量及其不确定度评估，光辐射传感器的综合特性表征，以及光辐射传感器的工作条件对其性能影响的评估等方面的内容。 光辐射是光学遥感信息的基本载体。各种平台上光学传感器的几何和光谱分辩能力都与其光辐射的准确测量能力直接相关。辐射定标在空间对地观测观测过程中所发挥的主要作用表现为： 1）实现各类光学传感器从预研－工程研制－在轨运行的全过程定标，保证传感器的精度能够满足应用需求； 2）统一不同平台、不同传感器的辐射量化标准，使不同时间、空间条件下获得的遥感信息可以比对、转换和融合； 3）通过动态监测，校正传感器的性能衰变，修正大气、照明条件、环境变化等对测量结果的影响，保证测第32卷第5期 2011年10月 航天返回与遥感SPACECRAFT RECOVERY &REMOTE SENSING 36

辐射定标

辐射定标（像元亮度值，辐射亮度/亮温）、表观反射率、地表反射率、反照率、比辐射率(转) (2012-11-28 13:58:29) 转载▼ 分类：科研 标签： 杂谈 (2012-01-26 01:18:44) 标签： 校园分类：工作篇

定标系数为：增益53.473，单位：DN/（W?m-2?sr-1?μm-1）；截距26.965，单位：DN。利用绝对定标系数将DN值图像转换为辐亮度图像的公式为L=（DN-b）/coe，式中coe为绝对定标系数的增益，b为截距，转换后辐亮度单位为 W?m-2?sr-1?μm-1。HJ1B红外相机中红外波段则条带较为严重，不利于定量化应用。 遥感数字图像 遥感数字图像是以数字形式记录的二维遥感信息，即其内容是通过遥感手段获得的，通常是地物不同波段的电磁波谱信息。其中的像素值称为亮度值（或称为灰度值、DN值）。 遥感概念DN值（Digital Number ）是遥感影像像元亮度值，记录的地物的灰度值。无单位，是一个整数值，值大小与传感器的辐射分辨率、地物发射率、大气透过率和散射率等有关。 遥感图像量化image quantification。释文：按一定的函数关系将图像所代表的物理量分割成有限的离散等级,以使观测数据可用一定字长的二进制码表示,因此又称为数据编码。量化后的级别称为图像的像元值、灰度或亮度,记为 DN(digital number)。 DN值没有单位，数量级与像素深度有关，如果是无符号整型的就是0-255，符点型，无符号16位均根据其类型确定。 在遥感领域，定标一般分为几何定标和辐射定标两种。 几何定标即指对遥感图像几何特性进行校正，以还原为真实情况。 辐射定标指对遥感图像的辐射度进行校准，以实现定量遥感。 辐射定标一般也可称为校准，其主要目的是保证传感器获取遥感数据的准确性。通常，采用系统自身内部监视环路和外部标准目标方法对系统链路中的各个环节进行误差修正，来实现辐射定标过程。 一般在主动式遥感系统中，辐射定标可以作得很好，可以认为在一定误差范围内实现了定量遥感。而被动式遥感系统相对困难些。 几何定标相对简单，就不多说了。 辐射定标是对传感器引起的误差校正，将影像校正为星上反射率 辐射定标和辐射校正——遥感数据定量化的最基本环节 由于遥感图像成像过程的复杂性，传感器接收到的电磁波能量与目标本身辐射的能量是不一致的。传感器输出的能量包含了由于太阳位置、大气条件、地形影响和传感器本身的性能等所引起的各种失真，这些失真不是地面目标的辐射，因此对图像的使用和理解造成影响，必须加以校正和消除，而校正和消除的基本方法就是辐射定标和辐射校正。

2014年国产遥感卫星外场绝对辐射定标系数1、高分一号(GF-1)卫星

2014年国产遥感卫星外场绝对辐射定标系数 1、 高分一号（GF-1）卫星绝对辐射定标系数 表1 GF-1卫星各载荷的绝对辐射定标系数 注：利用绝对定标系数将GF-1卫星CCD 图像DN 值转换为辐亮度图像的公式为： ()e e L Gain DN λ=? 式中：式中()e e L λ为转换后辐亮度，单位为211W m sr m μ---???，DN 为卫星载荷观测值；Gain 为定标斜率，单位为211W m sr m μ---???。

2、 环境减灾-AB （HJ-1A/B ）卫星绝对辐射定标系数 表2 HJ-1A/B 星CCD 相机（增益2）的定标系数 注：利用绝对定标系数将HJ-1A/B 卫星CCD 图像DN 值转换为辐亮度图像的公式为： ()e e L Gain DN Offset λ=?+ 式中：式中()e e L λ为转换后辐亮度，单位为211W m sr m μ---???，DN 为卫星载荷观测值；Gain 为定标斜率，单位为211W m sr m μ---???，Offset 为绝对定标系数偏移量，单位为211W m sr m μ---???。

3、 资源三号（ZY-3）卫星绝对辐射定标系数 表3 ZY-3卫星在轨绝对辐射定标系数 注：利用绝对定标系数将ZY-3卫星CCD 图像DN 值转换为辐亮度图像的公式为： ()e e L Gain DN λ=? 式中：式中()e e L λ为转换后辐亮度，单位为211W m sr m μ---???，DN 为卫星载荷观测值；Gain 为定标斜率，单位为211W m sr m μ---???。

遥感图像辐射定标

遥感图像辐射定标 时间:2010-02-19 17:10来源:未知作者:admin 我们常用影像的像元值大多是经过量化的、无量纲的DN值，而进行遥感定量化分析时，常用到辐射亮度值、反射率值、温度值等物理量。传感器定标就是要获得这些物理量的过程。传感器定标很多地方又名为辐射定标，严格意义上讲，辐射定标是传感器定标的一部分内容 我们常用影像的像元值大多是经过量化的、无量纲的DN值，而进行遥感定量化分析时，常用到辐射亮度值、反射率值、温度值等物理量。传感器定标就是要获得这些物理量的过程。 传感器定标很多地方又名为辐射定标，严格意义上讲，辐射定标是传感器定标的一部分内容。以下是国内的定义，如赵英时等《遥感应用分析原理与方法》上描述：定标是将遥感器所得的测量值变换为绝对亮度或变换为与地表反射率、表面温度等物理量有关的相对值的处理过程。或者说，遥感器定标就是建立遥感器每个探测器输出值与该探测器对应的实际地物辐射亮度之间的定量关系；建立遥感传感器的数字量化输出值DN与其所对应视场中辐射亮度值之间的定量关系（陈述彭）。辐射亮度的典型的单位为：W/cm2.μm.sr（瓦特/平方厘米.微米.球面度）我们总结以上的定义，通俗的说法：传感器定标就是将图像的数字量化值（DN）转化为辐射亮度值或者反射率或者表面温度等物理量的处理过程。其中反射率又分为大气外层表观反射率和地表实际反射率，后者又属于大气校正的范畴，有的时候也会将大气校正纳入传感器定标的一种途径。 传感器定标可分为绝对定标和相对定标。绝对定标是获取图像上目标物的绝对辐射值等物理量；相对定标是将图像目标物辐射量归一化某个值范围内，比如以其他数据作为基准。 传感器定标可分为三个阶段或者说三个方面内容：①发射前的实验室定标；②基于星载定标器的星上定标；③发射后的定标（场地定标）。 ENVI支持很多数据的定标，包括ASTER、MODIS、AVHRR, MSS, TM ,QuickBird, WorldView-1,TIMS等。也可以根据定标参数利用BandMath工具很方便的完成定标。

辐射定标

辐射定标 辐射定标定义：建立遥感传感器的数字量化输出值DN与其所对应视场中辐射亮度值之间的定量关系。 分为三类： 1.实验室定标：在遥感器发射之前对其进行的波长位置、辐射精度、空间定位等的定标，将仪器的输出值转换为辐射值。有的仪器内有内定定标系统。但是在仪器运行之后，还需要定期定标，以监测仪器性能的变化，相应调整定标参数。 1光谱定标，其目的是确定遥感传感器每个波段的中心波长和带宽，以及光谱响应函数 2辐射定标 绝对定标：通过各种标准辐射源，在不同波谱段建立成像光谱仪入瞳处的光谱辐射亮度值与成像光谱仪输出的数字量化值之间的定量关系相对定标：确定场景中各像元之间、各探测器之间、各波谱之间以及不同时间测得的辐射量的相对值。 2.机上和星上定标 机上定标用来经常性的检查飞行中的遥感器定标情况，一般采用内定标的方法，即辐射定标源、定标光学系统都在飞行器上，在大气层外，太阳的辐照度可以认为是一个常数，因此也可以选择太阳作为基准光源，通过太阳定标系统对星载成像光谱仪器进行绝对定标。 3.场地定标（是最难的一个） 场地定标指的是遥感器处于正常运行条件下，选择辐射定标场地，通过地面同步测量对遥感器的定标，场地定标可以实现全孔径、全视场、全动态范围的定标，并考虑到了大气传输和环境的影响。该定标方法可以实现对遥感器运行状态下与获取地面图像完全相同条件的绝对校正，可以提供遥感器整个寿命期间的定标，对遥感器进行真实性检验和对一些模型进行正确性检验。但是地面目标应是典型的均匀稳定目标，地面定标还必须同时测量和计算遥感器过顶时的大气环境参量和地物反射率。 原理：在遥感器飞越辐射定标场地上空时，在定标场地选择偌干个像元区，测量成像光谱仪对应的地物的各波段光谱反射率和大气光谱等参量，并利用大气辐射传输模型等手段给出成像光谱仪入瞳处各光谱带的辐射亮度，最后确定它与成像光谱仪对应输出的数字量化值的数量关系，求解定标系数，并估算定标不确定性。 基本技术流程：获取空中、地面及大气环境数据，计算大气气溶胶光学厚度，计算大气中水和臭氧含量，分析和处理定标场地及训练区地物光谱等数据，获取定标场地数据时的几何参量和时间，将获取和计算的各种参数带入大气辐射传输模型，求取遥感器入瞳时的辐射亮度，计算定标系数，进行误差分析，讨论误差原因。 方法：