基于高光譜影像的大氣參數(shù)反演和大氣校正.pdf

1、大氣輻射校正是定量遙感的基礎(chǔ)性工作，大氣校正效果的優(yōu)劣直接決定后續(xù)定量遙感分類和參數(shù)反演的精度。大氣輻射校正方法在過去的幾十年里從經(jīng)驗(yàn)線性法到平面場(chǎng)法到最近比較流行的基于輻射傳輸模型的方法，隨著方法的改進(jìn)精度也愈來愈高?；谳椛鋫鬏斈Ｐ偷拇髿庑Ｕ椒ǖ囊话懔鞒讨饕遣捎脙刹椒?，首先通過相關(guān)波段反演出大氣主要參數(shù)，如氣溶膠光學(xué)厚度和大氣垂直氣柱含量等大氣參數(shù)，然后利用大氣輻射傳輸模型得到大氣校正參數(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大氣校正。本文在研究和討論了氣

2、溶膠光學(xué)厚度反演和垂直大氣水汽含量反演的方法基礎(chǔ)上，提出了一種新的大氣輻射校正的方法，即基于圖像光譜信息和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的大氣輻射校正方法。該方法應(yīng)用大氣輻射傳輸模型獲取模擬數(shù)據(jù)并通過 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ Back Propagation Artificial Neural Network, BP-ANN）方法進(jìn)行訓(xùn)練得到反演模型，通過觀測(cè)的高光譜原始影像特定波段的星上表觀反射率和反演模型，直接得到目標(biāo)波段的大氣校正參數(shù)，逐波段實(shí)現(xiàn)高光譜影像一體

3、化的大氣輻射校正。
　　具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　(1)論文研究了氣溶膠光學(xué)厚度的反演原理并進(jìn)行了方法比較。通過對(duì)DDV算法和V5.2算法的比較，可以看出，在濃密植被區(qū)域，DDV算法的精度是可信的，而在非濃密區(qū)域采用V5.2算法效果比較好。
　　(2)推導(dǎo)了波段比值方法反演水汽含量的原理和條件。采用兩通道比值法和三通道比值法分別對(duì)近紅外區(qū)域的兩個(gè)主要的水汽吸收通道進(jìn)行了水汽的反演比較。對(duì)于水汽吸收波段的選擇，采用9

4、40nm波段附近的三個(gè)波段和1124nm附近的三個(gè)波段，通過敏感性分析和水汽反演結(jié)果的比較驗(yàn)證，1124nm波段在兩種方法下的反演結(jié)果最接近地基觀測(cè)結(jié)果。從三幅影像的反演結(jié)果可以看出三通道比值方法優(yōu)于兩通道比值方法，與地面觀測(cè)結(jié)果最接近，APDA方法和三通道比值法在暗像元區(qū)域精度相當(dāng)。
　　(3)提出一種新的大氣輻射校正的方法。論文采用大氣輻射傳輸模型獲取模擬數(shù)據(jù)并通過BP-ANN方法進(jìn)行訓(xùn)練得到反演模型，通過觀測(cè)的高光譜原始影像

5、的特定波段的表觀反射率和反演模型，直接得到大氣校正參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高光譜影像進(jìn)行一體化大氣輻射校正。由于沒有實(shí)測(cè)的地基數(shù)據(jù)，采用與流行的大氣校正模塊FLAASH和商用大氣校正軟件ATCOR得到的地物波譜信息做交叉比較，評(píng)價(jià)大氣校正結(jié)果的合理性，通過模擬的Hyperion影像驗(yàn)證本文提出的方法并和FLAASH和ATCOR進(jìn)行了比較。精度分析比較的結(jié)果顯示了基于圖像光譜信息和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行大氣校正是可行的并且效果優(yōu)于基于兩步法的FLAASH模塊和A