一种大气校正方法以及系统技术方案
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大气遥感
，具体地，涉及一种大气校正方法以及系统。
技术介绍
在遥感数据的应用中，尤其是定量应用中，消除大气中的大气分子、气溶胶、吸收气体等因素对卫星观测数据的影响，完成大气校正，是遥感数据处理的重要步骤。目前，基于大气辐射传输理论模型进行大气校正，由于原理清晰、通用性好、精度高等优点，得到了越来越多的应用。该方法从辐射传输理论出发完成大气校正，能适应各种地-气状况获得较高精度的地表反射率。但是，该方法需要根据卫星观测条件考虑所有的大气情况进行辐射传输计算，大大降低了大气校正速度。虽然应用6S等辐射传输软件构建大气参数查找表会加快大气校正速度，但相对高分辨率和宽覆盖的新型卫星图像来说，如我国的HJ-1星CCD数据和GF-1星WFV数据，大气校正速度还需进一步提高。高分一号卫星(简称GF-1星)于2013年4月在中国酒泉卫星发射基地成功发射入轨，该卫星采用太阳同步轨道，属于光学成像遥感卫星，设计寿命为5-8年，具有高分辨率、宽覆盖等特点。GF-1星搭载有4个中分辨率相机，空间分辨率为16m，共有蓝、绿、红、近红外四个波段，每个相机的视场角约为16度，拼接4台相机(WFV1、WFV2、WFV3、WFV4)的观测数据可实现800km幅宽的观测，具有4天覆盖中国全境的能力。目前，已有较多针对高分辨率4波段CCD相机开展的大气校正研究。针对环境一号卫星的CCD相机，基于大...
【技术保护点】
一种大气校正方法，其特征在于，所述方法包括：获取来自高分一号卫星的WFV相机的数据；根据所述数据计算得到WFV相机各波段像元的表观反射率；根据所述数据利用辐射传输模式和WFV相机的波段响应函数进行相关计算，完成WFV相机遥感图像上不同区域大气分子散射差异修正，得到修正后的大气参数，从而形成大气参数查找表；根据所述表观反射率和所述大气参数查找表获得WFV相机各波段像元的地表反射率，从而实现大气校正。
【技术特征摘要】
1.一种大气校正方法，其特征在于，所述方法包括：
获取来自高分一号卫星的WFV相机的数据；
根据所述数据计算得到WFV相机各波段像元的表观反射率；
根据所述数据利用辐射传输模式和WFV相机的波段响应函数
进行相关计算，完成WFV相机遥感图像上不同区域大气分子散射差
异修正，得到修正后的大气参数，从而形成大气参数查找表；
根据所述表观反射率和所述大气参数查找表获得WFV相机各
波段像元的地表反射率，从而实现大气校正。
2.根据权利要求1所述的大气校正方法，其特征在于，所述根
据所述数据计算得到WFV相机各波段像元的表观反射率，具体包
括：
将所述数据的几何定位信息进行坐标转换，得到WFV相机各波
段像元的经纬度，并从所述数据的辅助数据中提取卫星过境时间；
根据所述经纬度和所述卫星过境时间通过下式计算得到各波段
像元的太阳天顶角：
cosθs＝sin(lat)sinδ+cos(lat)cosδcost
根据所述卫星过境时间分季节选取辐射定标系数；
通过下式将各波段像元的亮度DN值转换为表观辐亮度：
L＝DN/g+L0根据所述太阳天顶角通过下式将所述表观辐亮度归一化为各波
段像元的表观反射率：
ρTOA=πLdsEλcosθs]]>其中，lat表示各波段像元的地理纬度，δ表示太阳光与地球赤
道平面的夹角，t表示太阳的时角，θs表示所述太阳天顶角，g、L0分别表示辐射定标系数，DN表示所述亮度DN值，L表示所述表观
\t辐亮度，Eλ表示大气层顶太阳辐照度；ds表示日地距离修正因子，ρTOA表示所述表观反射率。
3.根据权利要求2所述的大气校正方法，其特征在于，所述方
法还包括：
结合高分一号卫星各WFV相机的联合观测方式，根据所述辅助
数据提供的图像中心点的观测天顶角，各WFV相机观测的倾角以及
各WFV相机的幅宽计算得到WFV相机各波段像元的观测天顶角。
4.根据权利要求3所述的大气校正方法，其特征在于，所述根
据所述数据利用辐射传输模式和WFV相机的波段响应函数进行相
关计算，完成WFV相机遥感图像上不同区域大气分子散射差异修
正，得到修正后的大气参数，从而形成大气参数查找表，具体包括：
根据各波段像元的经纬度从海拔数据库中查找各波段像元的海
拔值，并通过下式计算得到大气分子光学厚度：
τr(λ)＝0.008569λ-4(1+0.0113λ-2+0.00013λ-4)e-0.125H根据所述大气分子光学厚度、太阳天顶角、观测天顶角以及相
对方位角利用辐射传输模式和WFV相机的波段响应函数进行相关
计算，完成WFV相机遥感图像上不同区域大气分子散射差异修正，
得到修正后的大气参数，并存储在文件中，从而形成大气参数查找
表，
其中，λ表示光波波长，H表示所述海拔值，τr(λ)表示大气分
子光学厚度，e＝2.718281828459，从所述辅助数据提取得到所述相
对方位角。
5.根据权利要求4所述的大气校正方法，其特征在于，所述根
据所述表观反射率和所述大气参数查找表获得WFV相机各波段像
元的地表反射率，从而实现大气校正，具体包括：
将60*60的像元综合平均为1个像元，降低WFV相机蓝波段的
空间分辨率到1公里；
利用MODIS的地表反射率产品提取蓝波段像元的地表反射率；
完成所述蓝波段像元的地表反射率与WFV相机之间的波段差
异校正，并根据WFV相机蓝波段像元的表观反射率使用深蓝算法反
演得到1公里空间分辨率的气溶胶光学厚度；
根据所述大气参数查找表和所述气溶胶光学厚度进行线性插
值，得到WFV相机各波段1公里空间分辨率的大气参数，再利用双
线性空间插值得到整景的16米空间分辨率的大气参数；
根据所述表观反射率和所述16米空间分辨率的大气参数通过下
式进行矩阵运算得到各波段像元的地表反射率，从而实现大气校正：
ρTOA(θs,θv,φ)=ρo(θs,θv,φ)+T(θs)T(θv)r[1-rS]]]>其中，ρTOA表示所述表观反射率，θs表示所述太阳天顶角，θv表
示所述观测天顶角，表示太阳入射与卫星观测方向的相对方位角，
ρo表...
【专利技术属性】
技术研发人员：王中挺，厉青，王桥，周春艳，陈辉，张玉环，马鹏飞，张丽娟，毛慧琴，陈翠红，
申请(专利权)人：环境保护部卫星环境应用中心，
类型：发明
国别省市：北京;11
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