星载光学遥感器可见近红外通道辐射定标研究进展

光学辐射探测

光学辐射探测的应用 ——基于红外成像的生命探测仪1光学辐射探测简介光学辐射是波长10nm～1mm之间的电磁辐射，包括紫外光、红外光以及可见光，可见光波长380～780nm，由于光波是电磁波的一种，因而它具有电磁波的基本特性。以电磁波形式或粒子（光子）形式传播的能量，可以用平面镜、透镜或棱镜之类的光学元件反射、成像或色散，这种能量传播的过程称为辐射。辐射度学：是一门测量电磁辐射的科学和技术。在整个电磁辐射波谱范围内，不同波段的辐射能可以用不同的测量方法进行测量[1]。光辐射探测器是一种用来探测光辐射的器件（军用光学中最常用的是可见光和红外辐射），它通过把光辐射转换成易于测量的电量来实现对光辐射的探测，是光探测系统的重要组成部分。为了深入研究光辐射的探测过程以及对光探测系统的性能进行正确的分析计算，首先要了解光辐射探测器赖以工作的物理效应、光电转换的基本规律和光辐射探测器的特性参数。从不同的角度出发可以将光辐射探测器分为不同的类型。按其是否成像可以分为成像型和非成像型辐射探测器，按工作方式可以分为相干探测和非相干探测，按其反应机理可以分为光子探测器和热探测器，按其结构可分为单元和多元探测器，下面就部分类型进行介绍：热探测器是基于光辐射与物质相互作用的热效应制成的器件。这是一类研究最早并且较早得到实际应用的探测器。由于其中的相当多探测器不需制冷，以及在全部波长上具有平坦响应两大特点，一直有广泛的应用。而另外由于其在红外热辐射领域具有较好的大气传输特性，因此，红外热辐射的探测近年已经成为军事及民用发展的重要方向。 2红外热成像技术红外热成像技术最早在军事领域得到广泛应用，并且已经成为军事应用中具有重要战略地位的高新技术手段。除此之外，红外成像技术还应用于各个方面，比如：应用于卫星的侦查、遥感和预警，对国家安全和经济利益有重大的影响；应用于战场系统中，避免电磁干扰，获取战场信息优势，成为获得胜利的主要技术；服务于飞机、舰艇、车辆的夜间导航与侦查，现代装备大部分装有红外仪器；应用于导弹的精确制导方面，成为重要反坦克导弹和肩射地空导弹发射的热瞄具；广泛应用于海上巡逻与救援、编队航行等方面。红外热成像技术还应用于国民经济领域。航天系统中，利用气象卫星等设备进行天气预报，对国民经济有重大影响。热成像技术不仅能够在灾难发生后进行生命的探测，而且还可以预报地震的发生，利用卫星的红外云图可以发现，地震之前，震区的上空空气的温度会急剧升高，可以判断出这片区域的异常以进行预测。在工业领域，已应用于输电线、变压器等装置的带电检测和检查炉体的温度分布。在飞机、轮船、汽车方面的安装，避免了雾天的相撞事故的发生，保证了夜间的行车安全。随着热成像技术水平的不断提高和科学技术不断发展，必将能应用于更多新领域[2]。灾后现场环境极为复杂，传统的光学探生仪和声波/振动探生仪极易受到现

实验二遥感图像的辐射定标

实验二遥感图像的辐射定标 1.实验目的与意义：（1）了解辐射定标原理（2）使用ENVI软件自带的定标工具定标（3）学习波段运算进行辐射定标 2.为什么要进行辐射定标，定标的原理是什么？目的：消除传感器本身的误差，确定传感器入口处的准确辐射值。原理：辐射定标是将传感器记录的电压或数字量化值（DN）转换为绝对辐射亮度值（辐射率）的过程，或者转换为与地表（表观）反射率、表面温度等物理量有关的相对值的处理过程。 3.辐射定标过程一般有两种方式：第一种：利用计算公式，在ENVI中利用band math计算福亮度和反射率。第二种：利用ENVI自带的定标工具进行定标，获取福亮度或反射率。第一种方法：用波段运算得到Radiance和Reflectance （1）表观辅亮度radiance的计算 radiance=（（lmax-lmin）/（qcalmax-qcalmin）*（qcal-qcalmin）+lmin 其中：radiance –表观辐亮度 qcal-----DN（也就是影像数据本身）； lmax 和lmin是从参数表中查询； qcalmax 是DN值的最大值，对于TM是8bit来说，qcalmax=255； Qcalmin 是DN值的最小值，一般为0 即（2）表观反射率的计算 ρ=π*L*d2/（ESUN*cos（θ））其中ρ为表观反射率； L为上一步计算出来的表观辐亮度； d为日地距离，这个数据通过下面的表格中获取； ESUN为大气层外的太阳辐射,也可以说是传感器接收处的太阳辐射； θ为太阳天顶角。（这个可以通过影像的元数据获取）在本次实验的数据中radiance=（193+1.52）/255*b1-1.52 Reflectance=3.14*（b1）*1.0128^2/（1957*0.7381）步骤如下：打开文件L5120036_03620100819_MTL.txt ，点击Band Math，输入(193+1.52)/255*b1-1.52，之后即可计算出辐射度，文件保存为radiance1。

大气遥感考试复习资料

大气遥感复习使用须知：本复习资料为非官方版，难免出现知识点的遗漏与错误，请大家根据自己的需要慎重参考。注：红色部分为不全、没找到或者错误。题型： 1、判断题：判断+理由 2、填空题： 3、名词解释： 4、计算题： 5、简答题：考试重点（80%）： 1、MODIS波段特点、空间分辨率等（实验一）参阅实验一PDF文档 5、热红外辐射与可见光、近红外辐射有什么不同，有何特点大气热红外辐射的性质大气的长波辐射性质很复杂，不仅与吸收物质(水汽，CO2与O2)分布有关，而且与大气温度、压力有关。水汽（H2O）在6.3微米有一个较强的吸收带，二氧化碳(CO2)分别在4.3微米和15微米有较强的吸收带，O3 在9.6微米处一个窄的吸收带，所以能称之为窗区的只有3.5—4.0微米，8—9.5微米和10.5—12.5微米三个波段。水汽红外区吸收带很强，又占有较宽的波段，是最主要的吸收物质，即使在大气窗区也仍然有不可忽略的弱吸收作用，如果对海面温度的测量精度要求在±0.5℃以内，则修正大气效应便成为SST的主要问题。大气在14微米以上，可以看成是近于黑体。地面14微米以上的远红外辐射，不能透过大气传向空间。除非有云或尘埃等大颗粒质点较多时，大气对长波辐射的散射削弱极小，可以忽略不计。即使有云时，云中对长波的吸收作用很大，较薄的云层已可以视为黑体。大气不仅是削弱热红外辐射的介质，而且它本身也发射热红外辐射，有时甚至发射的辐射会超出吸收的部分。总之，热红外辐射在大气中的传输，是一种漫射辐射在无散射但有吸收又有发射的介质中的传输。（1）对于近红外与可见光波段，大气自身辐射可以忽略不计，大气路径辐射顶主要来源于大气对太阳辐射的多次散射。（2）对于热红外波段，多次散射一般可以忽略不计，但大气和地表自身发射必须考虑。 6、几大定律：波尔兹曼定律、维恩位移定律、基尔霍夫定律、普朗克定律等（计算题：主要写出步骤（即思路），不一定要算出结果）（参阅课本P10~P14）基尔霍夫定律：在给定温度下，对于给定波长，所有物体的比辐射率与吸收率的比值相同。在辐射平衡条件下，任何物体的单色辐射通量密度FλT与吸收系数AλT成正比关系，二者比值只是波长和温度的函数，与物体性质无关，比值大小等于Planck函数的通量密度形式：

辐射检测技术

一、单选题 23. 重带电粒子与物质相互作用时的电离损失率与以下哪个参数值的平方成正比。（ A ）---26 A. 重带电粒子的电荷z B. 重带电粒子速度V C. 重带电粒子质量m D. 靶物质的原子序数Z 24. 重带电粒子与物质相互作用时的电离损失率与以下哪个参数值无关。（C ）---26 A. 重带电粒子的电荷z B. 重带电粒子速度V C. 重带电粒子质量m D. 靶物质的原子序数Z 25. 粒子在物质中运行沿着入射方向（A），叫做入射粒子在该物质中的射程。---27 A. 所能达到的最大直线距离 B. 经过的最小直线距离 C.经过的路程 D. 平均路程 26．在实际测量工作中，为了减少轫致辐射对测量的干扰，往往在屏蔽材料内层衬一层轻元素物质(如铝、有机玻璃等)，这是因为：（C ）---30 A. β射线在重元素物质中不会产生轫致辐射 B.β射线在轻元素物质中不会产生轫致辐射 C. 在重元素物质中比在轻元素物质中的韧致辐射作用大得多 D. 在重元素物质中比在轻元素物质中的韧致辐射作用小得多 27. 所有的粒子流本质上都是电磁辐射，它们因波长(或相应的频率、能量)范围不同而各具其专门名称。以下说法正确的是（ C ）。---34 A. 波长长者能量高，贯穿本领强 B. 波长长者能量低，贯穿本领强 C. 波长短者能量高，贯穿本领强 D. 波长短者能量低，贯穿本领弱 28. 电磁辐射可与物质发生多种形式的相互作用，以下关于相互作用的几率描述正确的是（A ）。---35 A. 相互作用的几率与入射光子的能量以及介质的性质有关 B. 相互作用的几率与入射光子的能量以及介质的性质无关 C. 相互作用的几率与入射光子的能量有关，与介质的性质无关 D. 相互作用的几率与入射光子的能量无关，与介质的性质有关 29. 以下描述的是X、γ光子与物质作用失去动能的过程和带电粒子在物质中失去动能的过程。正确的是（ D ）。---35 A. 带电粒子一次可失去其能量的全部或大部份，失去的能量转移给原子核 B. 带电粒子一次可失去其能量的全部或大部份，失去的能量转移给电子 C. 光子需许多次碰撞后，才能失去其全部动能 D. 光子一次可失去其能量的全部或大部份，失去的能量转移给电子 30. 以下是关于射线与物质作用的截面δ这个概念的叙述，正确的是（B ）。---35 A. 截面就是靶体的几何截面 B. 截面就是相互作用的几率 C. 截面既不是靶体的几何截面，也不是相互作用的几率 D. 截面既是靶体的几何截面，也是相互作用的几率 31. 下列哪一个过程不会产生俄歇电子（B ）。---41 A. 内转换 B. 电子对效应 C. 轨道电子俘获 D. 光电效应 32. X、γ光子与物质作用发生光电效应和康普顿效应的几率与入射光子的能量和靶物质的原子序数有关，下列说法正确的是（C ）。---43 A. 光子能量越高，且靶物质的原子序数越小，光电效应发生几率大 B. 光子能量越高，且靶物质的原子序数越大，康普顿效应发生几率大

ENVI遥感图像的地辐射定标

实用标准文案实验：遥感图像的辐射定标 1.实验目的与任务：（1）了解辐射定标的原理；（2）使用ENVI软件自带的定标工具定标（3）学习使用波段运算进行辐射定标。 2.实验设备与数据：设备：遥感图像处理系统数据：焦作2004年3-7和4-8数据【备注：当 ENVI 第一次打开一个文件，它需要关于文件特征的特定信息。通常，这些信息存储在与图像文件同名的一个独立的文本头文件，但是文件扩展名为.hdr 。若文件打开时没有找到ENVI头文件，你必须在 Header Information 对话框中输入一些基本的参数. 另外一些数据格式没有 .hdr 文件也能自动打开。这些格式包括：TIFF、 GeoTIFF、 GIF、 JPEG、 BMP、 SRF、 HDF、 PDS、 MAS-50、 NLAPS、RADARSAT 和 AVHRR 。关于ENVI的一些基本知识,我们就介绍到这里,如果想了解更多的,请参考用户手册和ENVI中的HELP.】。下面是关于ENVI的一些具体应用. 3 辐射定标的过程拿到一幅原始图像,我们先要进行辐射定标,目的是把图像上的DN值转为辐亮度或者是反射率（即辐射定标）.另外通过大气纠正,我们可以消除一些大气的干扰（即大气校正）. 本实验主要学习辐射定标。辐射定标的结果可以是表观辐亮度（L），也可以是表观反射率()。大气校正部分，感兴趣的同学可以自己去关注6S或者其ρ它大气校正的软件。一般有两种方式：第一种：利用计算公式，在ENVI中利用band math（波段运算）计算辐亮度或者反射率；第二种：利用ENVI自带的对TM的定标工具，进行定标，获取辐亮度或者反射率。第一种方法：利用计算公式，通过ENVI的波段运算进行定标： 1）计算表观辐亮度的公式： radiance=（（lmax-lmin）/（qcalmax-qcalmin）*（qcal-qcalmin）+lmin 其中：radiance –表观辐亮度 qcal-----DN（也就是影像数据本身）； lmax 和lmin是从参数表中查询； qcalmax 是DN值的最大值，对于TM是8bit来说，qcalmax=255； Qcalmin 是DN值的最小值，一般为0。所以上面的公式针对TM数据可以简写成：精彩文档．实用标准文案 radiance=（（lmax-lmin）/qcalmax）*qcal + lmin 即：

ENVI+遥感图像的辐射定标

实验：遥感图像的辐射定标 1.实验目的与任务：（1）了解辐射定标的原理；（2）使用 ENVI 软件自带的定标工具定标（3）学习使用波段运算进行辐射定标。 2.实验设备与数据：设备：遥感图像处理系统数据：焦作 2004 年 3-7 和 4-8 数据【备注：当 ENVI第一次打开一个文件，它需要关于文件特征的特定信息。通常，这些信息存储在与图像文件同名的一个独立的文本头文件，但是文件扩展名为.hdr。若文件打开时没有找到ENVI 头文件，你必须在Header Information对话框中输入一些基本的参数. 另外一些数据格式没有.hdr 文件也能自动打开。这些格式包括：TIFF 、 GeoTIFF 、GIF 、 JPEG、 BMP 、 SRF、 HDF 、 PDS、 MAS-50 、 NLAPS 、RADARSAT和AVHRR。关于 ENVI 的一些基本知识 ,我们就介绍到这里 ,如果想了解更多的 ,请参考用户手册和 ENVI 中的HELP. 】。下面是关于 ENVI 的一些具体应用 . 3辐射定标的过程拿到一幅原始图像,我们先要进行辐射定标,目的是把图像上的DN 值转为辐亮度或者是反射率（即辐射定标） .另外通过大气纠正,我们可以消除一些大气的干扰（即大气校正）. 本实验主要学习辐射定标。辐射定标的结果可以是表观辐亮度（L ），也可以是表观反射率 (ρ)。大气校正部分，感兴趣的同学可以自己去关注 6S 或者其它大气校正的软件。一般有两种方式：第一种：利用计算公式，在 ENVI 中利用 band math（波段运算）计算辐亮度或者反射率；第二种：利用ENVI 自带的对TM 的定标工具，进行定标，获取辐亮度或者反射率。第一种方法：利用计算公式，通过ENVI 的波段运算进行定标： 1）计算表观辐亮度的公式： radiance=（（ lmax-lmin ） /（ qcalmax-qcalmin ） *（ qcal-qcalmin ） +lmin 其中： radiance –表观辐亮度 qcal-----DN （也就是影像数据本身）； lmax 和 lmin 是从参数表中查询； qcalmax 是 DN 值的最大值，对于TM 是 8bit 来说， qcalmax=255； Qcalmin 是 DN 值的最小值，一般为0。所以上面的公式针对TM 数据可以简写成：

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.360docs.net/doc/496222661.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.360docs.net/doc/496222661.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.360docs.net/doc/496222661.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)

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

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。

光辐射测量原理与技术——单色仪和摄谱仪

第六章光探测器及其特性 §引言探测器的分类： 1.主观探测器和客观探测器 2.主观探测器:人眼客观探测器:利用光照射后，探测器材料产生物理或化学的变化而制成。一般分成三类:光电效应探测器;热电效应探测器; 光化学效应探测器概述 1.辐射能量的探测方法：目视（主观）测量法物理（客观）测量法→光电效应，热电效应 2.物理测量法所用探测器的类别: 光电探测器：光电倍增管、光电管、光电池、光导管、热电探测器：热敏电阻、热电偶、热辐射计光化学效应探测器：感光底片 §6-1光电和热电探测器的特性

积分响应度（或积分灵敏度） 1.定义:S=Y/X X —入射的光辐射通量或光通量lm Y —探测器输出的电流或电压(V/A) 2.单位: 3.光电效应探测器—选择探测器热电效应探测器—无选择探测器光谱响应度： 1.光谱响应度:S (λ) 2.光谱响应度分布 a.将光谱响应度随波长的排列所画成的曲线,称之为探测器的光谱响应度分布 b.作用:可以确度光电探测器所能探测到的波长范围及长波探测极限λ0 C.结论：外光电效应探测器探测到的波长极限 λ0<1200nm →光电管和光电倍增管只能对近红外、可见光、紫外光进行探测。中红外、远红外用对此波段灵敏的探测器进行探测 3.相对光谱响应度Sr (λ)的计标分布曲线 Sr (λ)=S (λ)/Sm Sm —给定参考值（S (λ)的平均值、最大值、任意选定值） 4、探测器的长波极限波长λm lm A/μμw A/μμw μμV/V/lm μμ

在相对光谱响应度分布曲线中定义长波响应度降到最大值的1/10处所对应的波长称为探测器的长波极限λm 响应时间τ： 1.从探测器接受到入射辐射这一瞬间开始至探测器反应达最大值所需的时间称为响应时间 2.单位用秒或毫秒（s 、ms ） 3.讨论： a>对于稳定光源响应时间不影响测量精度 b>对于脉冲光源要求τ<脉冲宽度（脉冲变化时间）最小可探测功率： 1.探测器噪音讯号I 2.探测器最小可测功率φ极如S=100μA/μlm ,无光照射时I=0.01μA φ极 =0.01/100=0.0001μlm § 6-2 光电管和光电倍增管 //I S Y X I S φφ==→= 极极无光照时的噪声信号探测器的响应度

核辐射探测技术

第一题：推导1R=2.58×10-4 C/Kg 伦琴的定义：射线通过0.001293 g 空气，因电离产生正负离子各一个静电单位的电量，那么这些空气的吸收剂量为1R 。一个静电单位的电量=3.3364×10-10 C 所以1R=3.3364×10?100.001293C/Kg 第二题：论述照射量X 与吸收剂量D 之间的关系与表达式照射量为单位质量的空气中产生的电荷量，即：X=dQ dm 吸收剂量为单位质量介质中的平均授予能，即：D= d εdm 照射量只能作为X 或γ射线辐射场的量度，描述电离辐射在空气中的电离本领；吸收剂量则可以用于任何类型的电离辐射，反映被照介质吸收辐射能量的程度。对于同种类，同能量的射线和同一种被照物质来说，吸收剂量和照射量成正比。吸收剂量和照射量如果在介质中某点m 处引入小空腔，在m 点中的照射量为X ，吸收剂量和照射量的关系为：D=fx ·X fx 为由照射量到吸收剂量的转换因子为33.85Gy ·kg/c 第三题:如何测量出1伦琴的X 射线气体探测器包括电离室，正比计数器和G-M 计数器等。他们虽是比较早期的核辐射探测器，但由于它具有其它类型探测器不能取代的结构简单、性能稳定、价格低廉、适应较宽的温度范围等特点，至今仍有广泛应用。由于电离室，正比计数器和G-M 计数器把核辐射转变为电信号的物理过程都是探测器内充特定气体的特定体积中进行的，所以它们统称气体探测器。气体探测器是利用收集辐射射线与气体相互作用产生的电离电荷来探测辐射的探测器。通常是由高压电极和收集电极组成，电离电荷在收集极积累，在输出回路中形成电离电流，以电流的大小反应辐射射线的能量和强度。电离：入射带电粒子通过气体时，由于与气体分子的电离碰撞而逐次损失能量，最后被阻止下来，碰撞使气体分子电离或激发，并在粒子通过的路径上生成大量的离子对（电子和正离子）。电离过程包括入射粒子直接与气体分子碰撞引起的电离（初电离）以及由碰撞打出的高速电子所引起的电离（次电离）。一、气体原子的电离和激发带电粒子使气体原子电离而形成电子和正离子对的现象称为气体的电离。电离出来的电子称为次级电子，它们具有不同的动能，其中一些能量较大的电子还可以使气体分子电离。大量的实验表明：在相当大的能量范围内，入射粒子在气体中产生的总电离粒子对数目N 与它在气体中损失的能量E 成正比，即： N=E/W W 为平均电离能，它表示入射粒子在气体中产生一对离子对所平均消耗的能量。二、离子对的漂移：外电场中，电子和正离子从电场中获得了定向的加速度，它们分别向两电极运动。（电

作业标准1：辐射定标及波段运算

一总述 1 遥感图像处理的目的遥感的目的是为了获得地物的几何属性和物理属性.但是由于受到大气,目标,传感器等诸多因素的影响,原始的遥感影像中除了有目标地物的信息以外还包含有大气,传感器的运行状态等信息,如果我们只是利用原始的遥感影像,将不能提取出所感兴趣的有效信息, 所以为了实现遥感的最终目的,提取所需的信息,我们必须对遥感影像进行处理. 2 ENVI简介目前已经开发了一些进行遥感图像处理的软件,例如ENVI,PCI,ERDAS等.现在就简单介绍一下ENVI. ENVI是由美国RSI公司开发的一套功能齐全的遥感图像处理系统，是处理、分析并显示多光谱数据、高光谱数据和雷达数据的高级工具。其完全是由IDL开发，方便灵活，可扩展性强,并可用IDL进行二次开发。现在最高版是4.7版本的. 我们来大概熟悉一下 ENVI的主菜单: 可以看出ENVI的主菜单中主要有以下一些工具: 基本工具,分类,空间变换,滤波,波谱工具,制图工具,矢量工具,地形分析,雷达工具来看一下主菜单中的FILE菜单, 通过选择Open Image File可以打开ENVI 图像文件或其它已知格式的二进制图像文件。ENVI 自动地识别和读取下列类型的文件：TIFF、GeoTIFF、GIF、JPEG、BMP、SRF、HDF、PDS、MAS-50、NLAPS、RADARSAT 和A VHRR 。数据仍保留它原有格式，必要的信息从数据头文件中读取。ENVI也直接读取其它几种文件类型（参见“O pen External File”）。注意: 若你得到“File does not appear to be a valid Radarsat file” 这样一个错误消息，使用File > Open External File 来选择正确的数据类型。当ENVI 第一次打开一个文件，它需要关于文件特征的特定信息。通常，这些信息存储在与图像文件同名的一个独立的文本头文件，但是文件扩展名为.hdr 。若文件打开时没有找到ENVI头文件，你必须在Header Information 对话框中输入一些基本的参数. 另外一些数据格式没有.hdr 文件也能自动打开。这些格式包括：TIFF、GeoTIFF、GIF、JPEG、BMP、SRF、HDF、PDS、MAS-50、NLAPS、RADARSAT 和A VHRR 。(ENVI 头文件中含有丰富的信息,例如: ENVI description = { Create New File Result [Tue Oct 19 15:47:45 2004]} samples = 2000 lines = 2000 (图像的大小) bands = 7 header offset = 0 file type = ENVI Standard

辐射定标及波段运算遥感实验二

测绘与海洋信息学院《遥感原理与应用技术A》实验报告实验名称：遥感图像的辐射定标姓名：学号：班级：指导教师：日期：2018-4-8 地理信息系统实验室 2017-2018学年第二学期

一、实验目的与任务（1）了解辐射定标的原理；（2）使用ENVI软件自带的定标工具定标（3）学习使用波段运算进行辐射定标。二、试验设备与数据设备：遥感图像处理系统数据：焦作2004年3-7和4-8数据三、辐射定标原理及目的目的：消除传感器本身的误差，确定传感器入口处的准确辐射值。原理：辐射定标是将传感器记录的电压或数字量化值DN转化为绝对辐射亮度的过程，或者转化为与地表反射率、表面温度等物理量有关的相对值的处理过程。四、实验过程辐射定标的结果可以是表观辐亮度（L），也可以是表观反射率(ρ) 一般有两种方式：第一种：利用计算公式，在ENVI中利用band math（波段运算）计算辐亮度或者反射率；第二种：利用ENVI自带的对TM的定标工具，进行定标，获取辐亮度或者反射率。第一种方法：利用计算公式，通过ENVI的波段运算进行定标： 1）计算表观辐亮度的公式： radiance=（（lmax-lmin）/（qcalmax-qcalmin））*（qcal-qcalmin） +lmin 其中：radiance –表观辐亮度 qcal-----DN（也就是影像数据本身）； lmax 和lmin是从参数表中查询； qcalmax 是DN值的最大值，对于TM是8bit来说，qcalmax=255； Qcalmin 是DN值的最小值，一般为0。所以上面的公式针对TM数据可以简写成： radiance=（（lmax-lmin）/qcalmax））*qcal + lmin 即：上面的这个公式还可以进一步简化为：两个公式比较，可以看出，公式的中字母的对应关系。注意：公式中需要的数据，可以通过后面的表格中查询获取 2）表观反射率的计算 ρ =π*L*d2/（ESUN*cos（θ））其中ρ为表观反射率； L为上一步计算出来的表观辐亮度；

遥感实验 ——辐射定标与大气校正

姓名：学号：日期： 1．实验名称辐射定标与大气校正 2、实验目的熟悉遥感软件，掌握ENVI中对图像辐射定标与大气校正的基本方法。 3、实验原理 1、辐射定标是将传感器记录的电压或数字量化值（DN灰度值）转换成绝对辐射亮度值（辐射率）的过程，或者转换成与地表（表观）反射率、表面温度等物理量有关的相对值的处理过程 2、大气校正的目的是消除大气和光照等因素对地物反射的影响，获得地物反射率、辐射率、地表温度等真实物理模型参数，包括消除大气中水蒸气、氧气、二氧化碳、甲烷和臭氧等对地物反射的影响；消除大气分子和气溶胶散射的影响。 4、数据来源（下载源、波段数、对应的波长、分辨率、投影、地区） Landsat5、TM图像、BAND_COMBINATION = "1234567"

5、实验过程 5、1辐射定标：实方法一： File-Open External File-Landsat-GeoTIFF with Metadata Basic Tools-Preprocessing-Calibration Utilitties-Landsat Calibration 5.1.1.1打开Basic Tools-Preprocessing-Calibration Utilitties-Landsat TM，根据图像信息输入 5.1.1.2 打开校正图像，关联两幅图像，比较数据值

方法二： BandMath验结果与分析 5.1.2.1打开图像，选择BandMath按照辐射定标公式输入 5.1.2.2 选择待校正波段图像

5.1.2.3 关联两幅图像，对比两幅图像数据

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。

大气程辐射遥感影像与大气环境质量研究

大气程辐射遥感影像与大气环境质量研究【摘要】：作为对地探测的遥感技术所获取的遥感数据包含地面和大气信息,并且主要是地面信息。如何将遥感数字图像中弱的大气信息与强的地面目标信息分离,这一问题制约着大气遥感和大气环境质量研究与监测定量化水平的进一步发展。为解决这一问题,国内外遥感专家付出了不懈的努力,取得了一些进展。但是迄今为止,所有这些方法基本上无一例外的都是条件苛刻的近似解,尚未从根本解决。李先华教授在长期从事相关研究的基础上,提出利用地面反射率进行大气程辐射逐点反演计算,生成大气程辐射遥感数字图像的解决方案,并完成其原理方法研究。本文正是根据这一原理方法,在生成地面反射率图的基础上,实现了大气程辐射遥感影像的计算机生成,并分别以ETM+和MODIS数据为例,分析了上海市大气环境质量的时空格局特征及其影响因素,最后以大气污染地面观测数据(PM10浓度)为基准,对大气环境质量进行了评价。根据大气程辐射反演的原理,获取准确的地面反射率是问题的关键,这也是本论文的核心。地面反射率与行星反射率之间存在复杂的非线性关系,利用模糊神经网络来模拟这种非线性关系。选择实测典型地物中反射率随时间变化较小的地物类型,以其反射率值作为网络的学习样本,对网络进行训练,然后将行星反射率、6S大气校正后的反射率以及按光谱特征分类数据输入到训练后的网络进行模拟,仿真输出地面反射率。以上是ETM+地面反射率生成方法.对于MODIS的地面反射率计算则主要是依赖于6S的反射率

校正结果,是对连续的校正结果进行曲线拟合,获得每个像元对应的大气状况最好条件下的反射率校正值,生成MODIS地面反射率图。大气程辐射遥感影像表征了大气质量状况,根据上述原理和方法,生成了上海市ETM+和MODIS的大气程辐射遥感影像。由于二者分别具有较高的空间和时间分辨率,因此分别用来反映上海市大气污染状况的空间格局和时间变化特征。结果显示,城市和农村的大气环境质量对比还是比较鲜明。但是在城市内部大气环境质量的空间变化程度要远远高于农村内部的变化,这与城市内部复杂的下垫面性质和人类活动息息相关。就时间变化来看,最主要的特征是,变化比较剧烈,受风向、风速和外来污染源影响较大。进一步对这种时空格局的影响因素分析揭示,城市下垫面性质是最主要的影响因子之一,城市内部的绿地公园、大型水面对大气污染具有显著改善作用;而工业生产的影响则具有显著的差异,老工业区,以重工业、化学工业等为主的工业区对大气污染具有很大贡献,而以电子等新兴高科技工业为主的工业区则对大气污染几乎没有影响;人口密度与大气污染程度关系比较复杂。对不同时间上海市大气环境质量进行评价,结果揭示上海市总体上大气环境质量较好,但由于自然因素和人为因素的影响,时间差异较大。由此可见,利用完全不含地面信息、表征大气环境质量的大气程辐射遥感影像进行大气环境质量分析,更能科学、定量地探测出传统研究方法所不能揭示的空间和时间上的细节特征,研究结果准确,并有很高的推广和应用价值。【关键词】：大气程辐射地面反射率遥感数字图像解析空间分析评价