遙感傳感器熱紅外數(shù)據(jù)輻射定標(biāo)研究.pdf

1、中巴地球資源衛(wèi)星02星(CBERS-02)上的紅外多光譜掃描儀(IRMSS)是我國(guó)自行研制的長(zhǎng)壽命實(shí)時(shí)傳輸型地球資源紅外多光譜遙感器，是該星的重要有效載荷之一，是獲取地球資源信息不可缺少的部分。自2003年10月發(fā)射升空以來(lái)，已在軌正常運(yùn)行2年多時(shí)間，發(fā)回大量數(shù)據(jù)資料。但是，紅外多光譜掃描儀的熱紅外譜段，至今還沒(méi)有給出可靠的絕對(duì)輻射定標(biāo)系數(shù)，極大的影響了該傳感器熱紅外數(shù)據(jù)的定量化應(yīng)用。因此，完成對(duì)該傳感器熱紅外通道的絕對(duì)輻射定標(biāo)，成為目

2、前亟待解決重要問(wèn)題。圍繞這個(gè)主題，本文開(kāi)展了以下幾方面的工作： 第一方面：針對(duì)CBERS-02IRMSS傳感器熱紅外通道采用各種獨(dú)立定標(biāo)方法對(duì)該傳感器進(jìn)行系統(tǒng)的絕對(duì)輻射定標(biāo)，獲取了不同定標(biāo)方法的定標(biāo)結(jié)果；對(duì)不同定標(biāo)方法獲取的絕對(duì)輻射定標(biāo)系數(shù)進(jìn)行誤差分析和比較，并利用MODIS熱紅外圖像對(duì)這些定標(biāo)系數(shù)進(jìn)行真實(shí)性檢驗(yàn)和精度評(píng)價(jià)。研究重點(diǎn)主要包括： ①在對(duì)CBERS-02IRMSS熱紅外通道進(jìn)行星上黑體定標(biāo)過(guò)程中，提出對(duì)半光路

3、黑體輻射定標(biāo)信號(hào)進(jìn)行全光路修正的方法，使該傳感器的在軌星上黑體定標(biāo)可以滿(mǎn)足絕對(duì)輻射定標(biāo)的需求； ②提出利用同一傳感器的多次不同時(shí)相、不同地點(diǎn)的觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)CBERS-02IRMSS相機(jī)交叉定標(biāo)的方法，可以更好建立IRMSS與MODIS之間的交叉定標(biāo)模型，獲得穩(wěn)定的定標(biāo)數(shù)據(jù)； ③利用多種獨(dú)立的定標(biāo)方法對(duì)CBERS-02IRMSS熱紅外通道進(jìn)行絕對(duì)輻射定標(biāo)，并在充分分析各種定標(biāo)方法的特點(diǎn)和定標(biāo)結(jié)果的基礎(chǔ)上，提出了針對(duì)熱紅外遙感

4、傳感器的綜合定標(biāo)方法，利用這種方法獲取了CBERS-02IRMSS熱紅外通道綜合輻射定標(biāo)系數(shù)，該組定標(biāo)系數(shù)已得到中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心的認(rèn)可，并在其官方網(wǎng)站上向用戶(hù)公布。 對(duì)經(jīng)過(guò)絕對(duì)輻射定標(biāo)后的CBERS-02IRMSS熱紅外遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行定標(biāo)系數(shù)的應(yīng)用潛力評(píng)價(jià)：針對(duì)CBERS-02IRMSS的傳感器特性，對(duì)Jimenez-Munoz和Sobrino提出的普適性單通道地表溫度反演算法進(jìn)行改進(jìn)，反演北京地區(qū)和蘇錫常地區(qū)的地表溫度，并且

5、利用在青海湖水面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)該算法的反演精度進(jìn)行了評(píng)價(jià)和驗(yàn)證；利用地表溫度反演結(jié)果，分析了北京和蘇錫常地區(qū)的城市熱島效應(yīng)，用我國(guó)自主研制的熱紅外遙感衛(wèi)星傳感器數(shù)據(jù)給出了這些地區(qū)的城市熱島效應(yīng)定量化描述，對(duì)IRMSS熱紅外數(shù)據(jù)進(jìn)行定標(biāo)系數(shù)的應(yīng)用潛力評(píng)價(jià)。 第二方面：作為全文的拓展部分，本文還介紹了我國(guó)即將發(fā)射的環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)小衛(wèi)星星座之一的HJ-1-B衛(wèi)星紅外相機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)、中長(zhǎng)波紅外通道的實(shí)驗(yàn)室定標(biāo)，及其星上定標(biāo)系統(tǒng)地面實(shí)驗(yàn)方

6、案設(shè)計(jì)等內(nèi)容，并結(jié)合CBERS-02IRMSS傳感器絕對(duì)輻射定標(biāo)的工作對(duì)HJ-1-B小衛(wèi)星紅外相機(jī)發(fā)射后的在軌定標(biāo)進(jìn)行了分析和展望。針對(duì)目前該傳感器的工程技術(shù)指標(biāo)要求和工程進(jìn)展?fàn)顩r，闡述了紅外相機(jī)部分技術(shù)指標(biāo)優(yōu)化方案和數(shù)據(jù)預(yù)處理核心算法。 綜上所述，通過(guò)本文的研究工作完成了對(duì)CBERS-02IRMSS傳感器熱紅外通道的絕對(duì)輻射定標(biāo)，并利用精確定標(biāo)后的該傳感器熱紅外遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行了地表溫度反演和城市熱島效應(yīng)分析的定量化應(yīng)用潛力評(píng)價(jià)。