地表反射率

摘要： 目前,无人机获取的多光谱遥感数据已被广泛应用于农业、林业、环境等领域的定量监测中。然而,现有的将多光谱遥感数据转换为地表反射率的方法,仍然存在一定的缺陷,如需要依赖地面参考板、无法适应光照条件变化、得到的结果不准确等,从而影响了多光谱遥感数据定量化应用的效果。为了解决该问题,提出了一种可以利用无人机搭载的多光谱相机,直接对地表反射率进行测量的新方法。该方法具有非常强的适应能力,即使在环境光照强度变化的条件下,仍然能够得到准确的地表反射率。其中,如何利用倾斜状态下的光强传感器获取准确的太阳辐照度,是需要解决的关键问题。对此,提出了一种利用两个或者更多朝向不同方向的光强传感器,实现太阳直射和散射辐照度测量的新方法。利用此方法即可将相机记录的数字量化(DN)值直接转换为地表反射率。为了验证本方法的实际效果,设计了具体的实验验证方案,对不同日期不同光照条件下获取的无人机遥感数据进行验证。实际测试结果表明:利用该方法,得到黑、灰、白三张参考板的反射率在5个多光谱(蓝、绿、红、红边和近红外)波段中最大的平均绝对误差为3.34%,其对应的标准差为2.11%;三张参考板在所有波段中最大的平均绝对误差为2.94%,其对应的标准差为1.84%。由此可见,在光照强度变化的条件下,利用该方法实现地表反射率的准确测量是可行性的。该方法极大地简化了无人机遥感数据转换为地表反射率的过程。对多光谱无人机的设计,以及无人机遥感数据的定量化应用,都具有重要的参考价值。

摘要： 洪涝灾害是安徽省高发自然灾害之一,深刻影响着安徽省的经济生产和人民生活,然而洪涝灾害监测存在诸多挑战。以全球导航卫星系统(GlobalNavigationSatellite System,GNSS)反射信号为数据源,提出了一种基于星基GNSS反射遥感的洪涝灾害监测方法。首先对GNSS反射信号进行预处理,提取地表反射率参数作为特征值,通过构建地表反射率与洪水分布模型分析了安徽省2020年三个时间段的洪水分布情况,研究结果表明GNSS反射信号对洪水探测具有较强的敏感性,在洪水探测方面具有较大潜力。

摘要： 针对高光谱数据大气校正耗时长和查找表构建不准确等问题,提出基于MODTRAN辐射传输模型实时创建大气校正参数查找表的方法,并应用于水体叶绿素浓度反演。首先,基于高光谱数据实时构建大气校正参数查找表;其次,根据循环迭代反演得到水汽含量和气溶胶光学厚度对查找表插值得到各个波段的大气校正参数,从而完成所有波段数据的大气校正;最后,选择植被、土壤和水体3类典型地物精度分析,并基于反演水体的叶绿素a浓度验证大气校正精度的可靠性。实验结果表明:该方法明显优于6S、FLAASH等大气校正方法;在运行效率上,在多线程并行加速后,运行效率提升了2~4倍;基于水体反射率数据反演水体叶绿素a浓度,反演模型预测集验证中ρ为0.804 7,RMSE为1.8。

摘要： 遥感影像时—空融合可集成多源数据高空间分辨率和高时间分辨率互补优势,生成时间连续的高空间分辨率影像,在遥感影像的动态监测与时序分析等方面具有重要应用价值.然而,现有多数研究往往基于单一数据产品对时—空融合算法进行评价,而在实际生产应用中,需要验证算法在多种遥感产品数据的融合表现;此外,目前研究大多基于“单点时刻”进行评价,忽略了时—空融合在“时间线”上的有效验证.本文提出遥感影像时—空融合的“点”—“线”—“面”多角度综合质量评价策略,基于Landsat TM和MODIS影像,建立了时—空融合系列数据集,包括地表反射率、植被指数和地表温度,并在此基础上从单时相(“点”)、时间序列(“线”)、多种数据产品(“面”)多个角度对4种典型融合算法进行定性和定量的综合评价.结果 表明,基于不同产品类型的数据集更能充分验证算法性能,且结合单点时刻和时间序列的评价更加客观.

摘要： 针对高分一号(GF-1)多光谱影像的业务化大气校正难、 辅助数据不足等问题,基于6S辐射传输模型,设计并实现了适合GF-1卫星数据大气校正算法与程序.算法以GF-1星1A级影像、元数据及传感器公开参数为输入数据,自动调用6S模型获取表观辐亮度转化为地表反射率的大气系数,得到影像的地表反射率.采用该算法对天津城区和山区的两景影像进行了大气校正,并与FLAASH校正结果进行了对比分析.结果表明,该方法能够较好地去除气溶胶散射和大气分子散射的影响,较好地还原水体、水泥地、植被和裸地等典型地物的光谱反射曲线;校正后的NDVI更有利于地物的识别,与FLAASH校正结果保持良好的一致性;在相同运行环境下,FLAASH和该方法处理时间分别为245,118 s,与FLAASH相比,该方法的大气校正效率提高了53％.研究结果对GF-1多光谱影像业务化大气校正具有一定的参考价值.

摘要： 利用CYGNSS(cyclone global navigation satellite system)采集的GNSS卫星反射信号,提出一种基于星载GNSS-R的水体分布探测方法.首先对CYGNSS低轨卫星星座采集的GNSS反射信号进行处理,获取地表反射率数据;再按0.01°×0.01°的空间分辨率将研究区划分为格网,剔除异常值和无效值后,利用区域均值算法重新计算各格网的反射率,并利用格网样本方差和标准差作为衡量指标,采用随机游走图像分割算法进行水体分布探测;最后利用本文提出的方法分析刚果盆地的水体分布情况,并利用MODIS数据对结果进行评估.结果表明,星载GNSS-R具有较强的水体分布探测能力,进一步拓展了 GNSS-R的应用场景.

摘要： 时空数据融合能够有效提高高空间分辨率遥感数据的时间分辨率,但是目前广泛使用的时空自适应反射率融合模型在突变区域的预测效果不佳.针对这一问题,提出一种基于分层策略的时空融合模型(hierarchical spatial-temporal fusion model,H-STFM).该模型首先根据相邻时刻低空间分辨率数据的反射率差值,将待预测的目标像元分为物候变化像元和突变像元;然后对物候变化像元进行线性回归预测,对突变像元进行加权滤波预测;最后将物候变化和突变区域的预测结果利用优化的时间加权函数融合生成最后预测图像.以两组中分辨率遥感数据MODIS和Landsat图像为基础数据进行实验对H-STFM模型进行了定性与定量评价.结果表明,提出模型的实验结果在方差误差与相对无量纲全局误差方面表现明显优于时空自适应融合模型.

摘要： 针对Landsat TM/OLI和HJ-1B CCD的不同传感器交互定标问题,提出了关于不同传感器NDVI、地表反射率两个参数之间的交互对比及转换方程.Landsat系列影像具有较为丰富的历史存档数据,而HJ-1B数据可作为Landsat系列数据的衔接和补充.文章基于同日过境的Landsat TM/OLI和HJ-1B CCD影像对,结合NDVI、地表反射率两个参数,通过数学方法构建Landsat TM/OLI和HJ-1B CCD影像之间的转换方程并对方程的精度进行检验.分析结果表明,Landsat TM/OLI和HJ-1B CCD的观测能力具有很高的一致性,但也存在一定的差异,特别是近红外波段的差异最为明显.在植被观测能力上,HJ-1B CCD能获取更丰富的植被信息,Landsat获取的植被指数信号更佳;在对地观测能力上,HJ-1B CCD获取的地表反射率总体高于Landsat系列数据,但地表反射率在不同波段的表现有所差异.因此,如要应用二者于同一项目,建议进行数据转换,以确保结果的准确对比.

摘要： 高分四号(GF-4)是我国第一颗高分辨率对地静止卫星,地表反射率产品对于评估生态环境与减灾防灾具有重要价值。GF-4大气校正算法对地表反射率进行估计,迭代计算观测与计算表观反射率残差最小值得到气溶胶光学厚度,并构建6SV查找表对地表反射率结果进行计算。在精度验证基础上,考虑产品生产的高效率需求,对计算复杂度高的步骤基于图形处理器(GPU)进行内核设计,实现线程、寄存器等性能优化。研究结果表明,基于GPU加速的大气校正算法在性能与能耗上具有较大优势,一景GF-4 PMS的10240×10240像元数的影像数据,相比顺序执行取得57.3的总体加速比,而总体能耗仅为顺序执行的15.5%。

摘要： 为探究联合MERSI和MODIS多角度观测数据遥感反演地表参数的可行性,本文首先利用MERSI观测几何角度信息(太阳天顶角、卫星天顶角、太阳卫星相对方位角)对MODIS地表反射率进行各向异性校正,之后选取2010年6—7月期间共24个晴空对比区域,对6组具有良好光谱对应关系的地表通道中的MERSI反射率,以及经过各向异性校正的MODIS反射率的相关性和偏差进行了统计分析.研究表明:(1)MERSI与MODIS地表反射率数据的相关系数一般在75%以上,相关性较好.其中红光通道反射率数据的相关性最高,相关系数达到95%.MERSI与MODIS反射率在3个可见光通道以及红外1通道中的偏差较小,均方根误差和平均偏差都在0.04以内.(2)红外2通道MERSI与MODIS反射率绝对偏差频率曲线呈现显著的“双峰”结构,因此该通道中MERSI与MODIS反射率的相关性较低(75%),均方根误差(0.087)和平均偏差(0.077)较大.(3)3种地表类型中,MERSI与MODIS反射率数据在庄稼地中的相关性最高、偏差也最小.

摘要： 本研究中主要对中国GF反射率产品进行验证,为了提高地表反射率产品验证精度,本文利用线性回归和MODTRAN4结合模型对中国GF卫星影像进行大气校正,获取中国高分地表反射率数据;为了保证地面样点野外实测光谱数据精度的可靠,在研究区布置不同样点,对地面样点进行均匀性检验,并对各样点的大量的地表野外同步观测的光谱数据进行统计分析,得到与卫星純像元的最为一致的地面样点光谱数据.以广州增城研究区为例,大气校正后的GF反射率产品与地表实测光谱数据进行比较,验证结果表明,大气校正后的地表反射率数据与实测数据在水体的反射率上具有很好的一致性,水泥地次之,草地最差,但是三种地物的不确定度均不超过10％,证明此中国GF地面反射率产品是可靠性的.

摘要： 本文首先利用MODTRAN4.1(中光谱分辨率辐射和大气透过率计算模式)模拟了4950种不同大气状态、几何条件和地表属性组合下的大气路径辐亮度、到达地表和大气顶(Top of atmosphere,TOA)处的辐亮度值.之后根据FY-3A的MERSI(中分辨率光谱成像仪)通道3和4的光谱响应函数对MODTRAN4.1输出结果进行了卷积运算和所有大气状况下的平均运算,发现在通道3和4的TOA处的反射率与地表反射率之间存在很好的线性相关性,其相关系数分别为0.979和0.983.同时,利用最小二乘线性拟合回归法给出了通道3和4的地表反射率反演参数化方法,并对该参数化方法进行了敏感性分析.结果表明,当大气可降水量的不确定性为0.5 cm时,参数化方法反演的通道3和4的地表反射率的不确定性分别为0.001和0.003;臭氧对通道4的反射率的影响可以忽略,但对通道3有微弱的影响,当臭氧的不确定性为80DU(Dobson)时,通道3的地表反射率的不确定性为0.002;气溶胶对通道3和4的反射率都有一定的影响,550nm的气溶胶光学厚度的变化量550?τ为0.1时,参数化方法反演的通道3和4的地表反射率的不确定性分别为0.004和0.012.最后,以2009年3月25日03:15和8月28日02:45(UTC)的两景FY-3A/MERSI卫星数据为例,对比分析了根据参数化方法反演的地表发射率计算的地表NDVI(归一化植被指数)与TOA处的NDVI值间的差值,发现在两景图像中90.3%以上的像元的差值在0.0～0.2范围内.

摘要： RESOURCESAT-1(也称IRS P6)数据是我国遥感应用领域的一个新的信息源,具有广阔的应用前景.为推动该数据的有效利用,本文以北京市2005年5月2日的RESOURCESAT-1 LISS 3数据为数据源,首先进行了基于图像数据的大气校正,然后系统介绍了利用RESOURCESAT-1 LISS 3数据反演地表反射率的方法,最后对反演结果进行了分析.

摘要： 云检测是遥感数据预处理中的一个重要环节,由于其光谱特征与裸地、沙漠等高地表反射率的地物类型光谱特征相似,一直是云检测中面临的一大难题.同时,由于混合像元以及大气环境背景等因素的影响,导致传统云检测方法的云识别能力较差.针对上述问题,本文提出一种基于先验地表反射率支持的MODIS数据动态阈值云检测方法.该算法使用MODIS地表反射率产品(MOD09)提供先验地表反射率数据,基于6S辐射传输方程模拟了不同参数下表观反射率的变化情况,利用最小二乘法对表观反射率在不同观测和大气条件下变化的最大值进行非线性回归拟合,构建动态阈值云检测方程.然后应用于MODIS数据进行云检测实验.最后,分别使用遥感目视解译云结果与MODIS云产品对本文云识别结果进行精度对比与验证.结果表明该方法云识别精度整体较高,云像元和晴空像元的正确识别率均高于80％,特别是对裸地、沙漠等高亮地表具有较好的云检测效果.该方法能够实现大尺度、长时间序列范围内的云检测工作,对遥感参数定量化反演与研究具有重要的意义.

摘要： 2009年7月在高原主体上利用ASD公司的野外光谱仪FieldSpec3对不同的地表进行光谱采集，得到850多条光谱曲线。结合当时的气象和GPS资料，对这些光谱进行了处理分析。得到沙化地、草地和油菜地的可用光谱。对这些可用光谱进行分析，结果表明：不同的下垫面具有非常典型的地物反射曲线，沙化地的反射曲线相对平滑，在350rim-1800nm区间除去在700nm和1400,nm有两个反射谷以外，其他地方都呈缓慢吸收趋势，不同的沙化地地表反射幅值是不同：油菜地的反射曲线是典型的绿色植物的光谱特性，从350nm开始吸收，在550nm出现一个吸收峰，然后开始反射，到700nm附近出现一个反射谷，然后反射率开始急剧上升，到740nm上升到最大，然后反射率在一个高位值上变化，一直到930nm附近出现一个反射谷，在1130nm附近，反射率开始呈下降的趋势；草地的反射曲线兼具绿色植物和沙化地的特征：

摘要： 本文利用河北固城站典型农田生态系统的自动站一年的数据和相关资料(2005年7月-2006年7月)，统计和计算分析了华北地区农田下垫面一年太阳短波向下辐射、地面短波向上辐射、大气长波向下辐射、地面长波向上辐射各辐射平衡分量以及净辐射、地表反射率等特征，得到了对华北地区农田下垫面辐射特征的新认识.华北地区太阳总辐射地表反射率都呈现规律的变化，但其变化趋势与反射率不同.该地区一年两熟种植夏玉米和冬小麦的种植制度，一年中地表覆盖度出现两次峰值，导致地表反射率也呈现双峰值变化.

摘要： 选取Landsat ETM+为数据源,在详细分析水体与背景地物的波谱特征的基础上,对比阈值法、谱间关系法、指数模型法和条件函数四种方法在城镇水体和山区水体提取上的差异.试验结果表明:对于两个试验区,MNDWI比值模型的水体提取效果最好,其他四种方法提取的结果中均混淆了其他的非水体地物信息,在细小水体的提取效果上也不如MNDWI.

摘要： 选取Landsat ETM+为数据源,在详细分析水体与背景地物的波谱特征的基础上,对比阈值法、谱间关系法、指数模型法和条件函数四种方法在城镇水体和山区水体提取上的差异.试验结果表明:对于两个试验区,MNDWI比值模型的水体提取效果最好,其他四种方法提取的结果中均混淆了其他的非水体地物信息,在细小水体的提取效果上也不如MNDWI.

摘要： 选取Landsat ETM+为数据源,在详细分析水体与背景地物的波谱特征的基础上,对比阈值法、谱间关系法、指数模型法和条件函数四种方法在城镇水体和山区水体提取上的差异.试验结果表明:对于两个试验区,MNDWI比值模型的水体提取效果最好,其他四种方法提取的结果中均混淆了其他的非水体地物信息,在细小水体的提取效果上也不如MNDWI.

摘要： 选取Landsat ETM+为数据源,在详细分析水体与背景地物的波谱特征的基础上,对比阈值法、谱间关系法、指数模型法和条件函数四种方法在城镇水体和山区水体提取上的差异.试验结果表明:对于两个试验区,MNDWI比值模型的水体提取效果最好,其他四种方法提取的结果中均混淆了其他的非水体地物信息,在细小水体的提取效果上也不如MNDWI.

摘要： 本公开的各实施例涉及用于确定指示对象的反射率的反射率值的方法和装置。提供了一种用于确定指示对象的反射率的反射率值的方法。该方法包括使用飞行时间(ToF)传感器执行ToF测量。ToF测量的相关函数在ToF传感器的测量范围内随距离而增加，使得用于ToF测量的ToF传感器的输出值与ToF传感器对象和之间的距离无关。该方法还包括基于用于ToF测量的ToF传感器的输出值来确定反射率值。

摘要： 本发明提出了一种由多光谱地表反射率推演高光谱地表反射率的方法，首先获取辐射校正场高光谱地表反射率参考曲线：通过波段式对地辐射计与光谱仪同步观测同一片区域，将光谱仪获取的平均高光谱地表反射率作为参考曲线；然后校正波段式对地辐射计与光谱仪之间的系统偏差获得校正系数；最后计算卫星过顶时刻的高光谱地表反射率：利用相邻两个波段的地表反射率与高光谱地表反射率参考曲线带内地表反射率之间的比例关系，确立相邻波段之间任意波长处的地表反射率；在多光谱地表反射率不能覆盖的区域，利用距离所求波长最近的多光谱地表反射率比例对高光谱地表反射率参考曲线进行缩放，确定地表反射率；本发明提高了在轨卫星遥感器辐射定标的精度。

摘要： 本发明涉及一种支持高分辨率气溶胶光学厚度反演的城市复杂地表反射率估算方法。首先为每个像元构建像元数据库，根据归一化植被指数(NDVI)将城市复杂地表分为三类，然后对每类地表构建精确的地表反射率估算方案。本发明实现的高空间分辨率地表反射率确定方案，可根据城市地区不同地表的反射特性和变化特性，精确的获取不同地表的地表反射率，且在伪不变地表上考虑了地表的双向反射特性。基于该发明获取的地表反射率可用于支撑城市复杂地表的高分辨率卫星AOD反演。此外，该方法或该方法获取的地表反射率可以推广到具有同类型传感器的卫星上，进一步提高高空间分辨率卫星在AOD反演中的应用。

摘要： 本发明公开了一种基于地表反射率库的高分辨率大气气溶胶反演方法，首先利用地面气溶胶监测系统获得的分析区域的气溶胶粒子谱分布数据对遥感影像的气溶胶类型进行确定，并通过6SV辐射传输模型计算相关大气参数建立AOD查找表；然后利用分析区域地面站点获取的AOD值和遥感影像确定“最干净”影像，经过大气精校正来构建地表反射率库，然后利用AOD查找表和地表反射率库来进行气溶胶反演，得到高分辨率的气溶胶光学厚度(Aerial Optical Depth，AOD)分布图，具有较好的高分辨率气溶胶反演应用效果，具有更为广泛地适用性。

摘要： 本发明公开了一种高空间分辨率卫星地表反射率反演方法，具体为：1)大气参数查找表构建；2)判断研究区域是否有AOD；3)若无AOD，采用暗像元大气校正方法反演得到地表反射率；4)若有AOD，采用6SV模型反演得到地表反射率；5)对地表反射率进行精度验证。本发明的高空间分辨率卫星地表反射率反演方法，可以精确、快速的获取高空间分辨率卫星地表反射率，促进高空间分辨率卫星在国土资源部、环境保护部、农业部等部门的广泛应用，为高空间分辨率卫星在不同行业的成功应用提供技术支撑。

摘要： 本发明提出了一种由多光谱地表反射率推演高光谱地表反射率的方法，首先获取辐射校正场高光谱地表反射率参考曲线：通过波段式对地辐射计与光谱仪同步观测同一片区域，将光谱仪获取的平均高光谱地表反射率作为参考曲线；然后校正波段式对地辐射计与光谱仪之间的系统偏差获得校正系数；最后计算卫星过顶时刻的高光谱地表反射率：利用相邻两个波段的地表反射率与高光谱地表反射率参考曲线带内地表反射率之间的比例关系，确立相邻波段之间任意波长处的地表反射率；在多光谱地表反射率不能覆盖的区域，利用距离所求波长最近的多光谱地表反射率比例对高光谱地表反射率参考曲线进行缩放，确定地表反射率；本发明提高了在轨卫星遥感器辐射定标的精度。

摘要： 本发明公开了基于地表入射短波辐射的山地地表反射率地形改正方法，包括粗分辨率静止气象卫星数据与高分辨率遥感数据空间匹配；MSG地表入射短波辐射产品空间降尺度；高分辨率遥感数据分层；不同数据层地表反射率数据地形效应改正；不同数据层地表反射率结果综合与最终改正结果生成。本发明通过耦合静止气象卫星数据反演获得粗分辨率地表入射短波辐射数据，通过空间降尺度获得高分辨率地表入射短波辐射数据，然后再对高分辨率卫星地表反射率进行地形辐射改正，通过同步考虑直射辐射和散射辐射，消除了传统方法在直射辐射较低或者缺失地区的过校正或者欠校正问题，为山地地表反射率数据有效开展山地环境监测提供了重要的前期数据处理方法基础。

摘要： 本发明涉及一种支持高分辨率气溶胶光学厚度反演的城市复杂地表反射率估算方法。首先为每个像元构建像元数据库，根据归一化植被指数(NDVI)将城市复杂地表分为三类，然后对每类地表构建精确的地表反射率估算方案。本发明实现的高空间分辨率地表反射率确定方案，可根据城市地区不同地表的反射特性和变化特性，精确的获取不同地表的地表反射率，且在伪不变地表上考虑了地表的双向反射特性。基于该发明获取的地表反射率可用于支撑城市复杂地表的高分辨率卫星AOD反演。此外，该方法或该方法获取的地表反射率可以推广到具有同类型传感器的卫星上，进一步提高高空间分辨率卫星在AOD反演中的应用。

摘要： 本发明公开了一种基于地表反射率库的高分辨率大气气溶胶反演方法，首先利用地面气溶胶监测系统获得的分析区域的气溶胶粒子谱分布数据对遥感影像的气溶胶类型进行确定，并通过6SV辐射传输模型计算相关大气参数建立AOD查找表；然后利用分析区域地面站点获取的AOD值和遥感影像确定“最干净”影像，经过大气精校正来构建地表反射率库，然后利用AOD查找表和地表反射率库来进行气溶胶反演，得到高分辨率的气溶胶光学厚度(Aerial Optical Depth，AOD)分布图，具有较好的高分辨率气溶胶反演应用效果，具有更为广泛地适用性。

摘要： 本发明公开了一种高空间分辨率卫星地表反射率反演方法，具体为：1)大气参数查找表构建；2)判断研究区域是否有AOD？3)若无AOD，采用暗像元大气校正方法反演得到地表反射率；4)若有AOD，采用6SV模型反演得到地表反射率；5)对地表反射率进行精度验证。本发明的高空间分辨率卫星地表反射率反演方法，可以精确、快速的获取高空间分辨率卫星地表反射率，促进高空间分辨率卫星在国土资源部、环境保护部、农业部等部门的广泛应用，为高空间分辨率卫星在不同行业的成功应用提供技术支撑。