畸变，特别是定量遥感。 • 2、太阳辐射引起的辐射误差 • 1）太阳位置引起的辐射误差 • 2）地表地形起伏引起的辐射误差
2、由于大气引起辐射误差校正
一个基本概念 ：
反射率
• 反射率是反射辐射通量与入射通量的比 值，是0-1之间的无量纲的值
• ρλ=Φreflectedλ/ Φiλ
• 通常用反射率描述各种地物的光谱反射 特性。
Eλ为传感器输入辐射度 K λ为传感器的光谱响应系数； ρλ为地物的波谱反射系数； E0为太阳辐射照度 T（Z1，Z2）为Z1到Z2区段的大气层光学厚度 θ为太阳天顶角；ελ为地物的发射率系数 We(λ)为与地物同温度黑体的发射通量密度 H为平台高度；bλ为大气辐射所形成的天空辐射照度
辐射传输方程
进 入 夏 天 ，少 不了一 个热字 当头， 电扇空 调陆续 登场， 每逢此 时，总 会想起 那 一 把 蒲 扇 。蒲扇 ，是记 忆中的 农村， 夏季经 常用的 一件物 品。 记 忆 中 的故 乡 ， 每 逢 进 入夏天 ，集市 上最常 见的便 是蒲扇 、凉席 ，不论 男女老 少，个 个手持 一 把 ， 忽 闪 忽闪个 不停， 嘴里叨 叨着“ 怎么这 么热” ，于是 三五成 群，聚 在大树 下 ， 或 站 着 ，或随 即坐在 石头上 ，手持 那把扇 子，边 唠嗑边 乘凉。 孩子们 却在周 围 跑 跑 跳 跳 ，热得 满头大 汗，不 时听到 “强子 ，别跑 了，快 来我给 你扇扇 ”。孩 子 们 才 不 听 这一套 ，跑个 没完， 直到累 气喘吁 吁，这 才一跑 一踮地 围过了 ，这时 母 亲总是 ，好似 生气的 样子， 边扇边 训，“ 你看热 的，跑 什么？ ”此时 这把蒲 扇， 是 那 么 凉 快 ，那么 的温馨 幸福， 有母亲 的味道 ！ 蒲 扇 是 中 国传 统工艺 品，在 我 国 已 有 三 千年多 年的历 史。取 材于棕 榈树， 制作简 单，方 便携带 ，且蒲 扇的表 面 光 滑 ， 因 而，古 人常会 在上面 作画。 古有棕 扇、葵 扇、蒲 扇、蕉 扇诸名 ，实即 今 日 的 蒲 扇 ，江浙 称之为 芭蕉扇 。六七 十年代 ，人们 最常用 的就是 这种， 似圆非 圆 ， 轻 巧 又 便宜的 蒲扇。 蒲 扇 流 传 至今， 我的记 忆中， 它跨越 了半个 世纪， 也 走 过 了 我 们的半 个人生 的轨迹 ，携带 着特有 的念想 ，一年 年，一 天天， 流向长
• 从辐射传输方程可以看出，传感器的输 出Eλ除了与地物本身的反射和发射波谱 特性有关外，还与传感器的光谱响应特 性、大气条件、光照情况等因素有关。
大气影响的定量分析
• 比较以下两个公式：
L'0 R E0Scos 无大气
LR T S(E 0T co sE D)SpL有大气
• • 大气的主要影响是减少了图像的对比度
，使原始信号和背景信号都增加了因子。
大气影响的定量分析
• 无大气时（a)白处亮度值为50，黑处亮度值 为0，则亮度对比C1 =（50－0）／50＝1。当 有大气影响时(b)，乘上透过率后假定减少10 ％，亮度值减少到45，而由于L2和 Lp 存在 ，黑白处亮度均增加 10，这样亮度对比变成 C2 =（55-10)/55＝9/11。
大气影响的定量分析
• 可见，由于大气影响的存在，实际到达 传感器的辐射亮度是前面所分析的三项之 和，即
LL1L2Lp
LR T S(E 0T co sE D)SpL
辐射传输方程
E K { E 0 [ ( ) e T ( Z 1 , Z 2 ) se c W e ( ) e T ( ] 0 , H ) b }
大气影响的定量分析
• 由于大气的存在， • 辐射经过大气吸收和散射，透过率小于
1，从而减弱了原信号的强度。同时大气 的散射光也有一部分直接或经过地物反 射进入到传感器，这两部分辐射又增强 了信号，但却不是有用的。在入射方向
有 Tθ与λ；L 入1 反射 射天R 后顶，T 角 在θ和反E0 波射长方Tλ向有上关S有的与c透反过o射率天s
大气影响的定量分析
•
• 由于大气分子和气溶胶等散射，使得邻近
区域对太阳辐射的反射经大气散射，部分
能量进入传感器，其辐照度为ED，其辐亮
度值为（此值通常很小，有人主张忽略不
计）
L2
RT
S
ED
大气影响的定量 分析
• 相当部分的散射 • 没有到达地面，向上通过大气直接进入
传感器，这部分辐射称为程辐射度，辐 L亮p 度为 。
可见，对比度 减小，图像质 量下降了
大气辐射校正的方法
1、近似大气校正 2、基于模型的大气校正
大气影响的粗略纠正
• 严格地说，去除大气影响是将公式
LR T S(E 0T co sE D)SpL
• 中的附加项和附加因子求出，最终求 出地物反射率R，从而恢复遥感影像中地 面目标的真实面目。当大气透过率变化 不大时，有时只要去掉含ED和Lp的数据 项就可修正图像的亮度。这种对大气影 响的纠正是通过纠正辐射亮度的办法实 现的，因此也称作辐射校正。
E E cos 太方阳向光光上为束单位面积的辐照度为0：
大气影响的定量分析
• 假定地表面是朗伯体，
• 其表面为漫反射，则某方向物体的辐射
亮度为：L0R ER E0cos
R
大气影响的定量分析
• 传感器接收信号时， • 受仪器的影响还有一个系统增益因S 子
，这时进入传感器的亮度值为：
L'0R E0Scos
• 分为：镜面反射、方向反射、漫反射（ 各向同性）
• 反射率是物自身的属性
大气影响的定量分析
• 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。
大气影响的定量分析
• 无大气： • 在没有大气存在时，传感器接收的辐照
度，只与太阳辐射到地面的辐照度和地 物反射率有关。 • 设E0λ为波长λ的入射辐照度，θ为入射 方向的天顶角，当无大气存在时，地面
长 的 时 间 隧 道，袅
新版]8. 第三章(4) 远感影像辐射校订
本次课程主要内容
• 引起辐射误差的原因 • 由于大气影响引起的辐射误差校正 • 由于太阳辐射不同引起的辐射误差校正
外界（自然）条件引起的辐射误 差
• 1、大气对电磁辐射的影响 • 大气的散射、 反射和吸收 • 用户应该考虑的主要是大气影响造成的