遙感物理大氣20063liu(已修改)
2025-01-19 10:05 本頁(yè)面
【正文】 第五章 大氣效應(yīng)及大氣糾正 ? 第一節(jié) 大氣組成與大氣的基本特性 ATMOSPHERE CONTENT AND BASIC PROPERTIES ? 第二節(jié) 輻射與大氣的相互作用 INTERACTION OF RADIATION WITH ATMOSPHERE ? 第 三 節(jié) 大氣效應(yīng)糾正 ATMOSHPHERIC EFFECT CORRECTION ? 第 四 節(jié) 大氣的遙感探測(cè) ATMOSHPHERIC REMOTE SOUNDING 第三節(jié) 大氣效應(yīng)糾正 ATMOSHPHERIC EFFECT CORRECTION 第三節(jié) 大氣效應(yīng)糾正 ATMOSHPHERIC EFFECT CORRECTION 回顧平面平行大氣的輻射傳輸方程： 給定邊界條件，可以求解輻射傳輸方程。 實(shí)際上，遙感圖像大氣校正的目的是求取地表反射率，從某種意義上來(lái)說，是要求解邊界條件。從輻射傳輸方程來(lái)看，這是一個(gè)十分復(fù)雜的過程。 0),(4~39。)39。,()39。,(4~),(),(4??? ?????????? ????????????? ? ePFdPIIddIoo????????1． 零反射地表假設(shè) 零反射地表是對(duì)地表 — 大氣耦合系統(tǒng)輻射傳輸問題的簡(jiǎn)化，它假設(shè)地表反射率為零，傳感器接收到的輻射全部來(lái)自大氣。 通過零反射地表假設(shè)，我們可以求解大氣程輻射，從而將遙感圖像中來(lái)自地表的輻射和來(lái)自大氣的輻射分離，使遙感大氣訂正模型得以大大簡(jiǎn)化。 （ 1） 對(duì)于近紅外與可見光波段 ， 大氣自身輻射可以忽略不計(jì) ， 大氣路徑輻射項(xiàng)主要來(lái)源于大氣對(duì)太陽(yáng)輻射的多次散射 。 對(duì)于多次散射的計(jì)算可以通過求解輻射傳輸方程 （ 如離散坐標(biāo)法 ） ， 或者直接用蒙特卡洛方法模擬獲得 。 在實(shí)際應(yīng)用中 ， 我們又往往通過已有的大氣輻射傳輸模式軟件來(lái)計(jì)算 ， 如 6S軟件 ， Lowtran軟件 ，Modtran軟件等 。 （ 2） 對(duì)于熱紅外波段 ， 多次散射一般可以忽略不計(jì) ， 但大氣和地表自身發(fā)射必須考慮 ， 熱紅外以后會(huì)專門討論 。 （ 3）對(duì)于中紅外波段， 則既需要考慮地表與大氣自身的發(fā)射，同時(shí)又要考慮大氣的多次散射作用，因此更加復(fù)雜，我們不展開討論。 2． 朗伯體地表大氣訂正方法 僅討論可見光 /近紅外波段 為了問題的簡(jiǎn)化 ， 在地表朗伯體 、 大氣水平均一假設(shè)條件下 ，我們可以得到： 其中 ， ； 分別為觀測(cè)天頂角與太陽(yáng)天頂角； 為傳感器接受到的輻射亮度 ， 為觀測(cè)方向的路徑輻射項(xiàng)； 為地表反射率； S為大氣下界的半球反射率； 為大氣層頂與太陽(yáng)光垂直方向的通量密度 。 )( vL ?利用入射太陽(yáng)輻射項(xiàng) 歸一化上式可得： 式中 是大氣頂部反射率 ， 是大氣的路徑輻射項(xiàng)等效反射率 ，將 T可以分為直射和散射兩部分： 是總體光學(xué)厚度 ， 是散射透射率 。 如何進(jìn)行遙感圖像的大氣校正呢？即如何求得地表反射率？ （ 1） 已知大氣狀況的校正方法 如果已知大氣的垂直廓線 （ 溫 、 濕 、 壓 ） ， 大氣水汽含量 ， 大氣光學(xué)厚度 （ 氣溶膠 ） ， 以及氣溶膠模式 ， 我們可以通過大氣輻射傳輸模式模擬 ， 計(jì)算三個(gè)不同地表反射率條件下的大氣層頂輻射亮度 ，進(jìn)而求解得到 ， S和 F值 ， 而達(dá)到大氣效應(yīng)糾正的目的 。 對(duì)于可見光 /近紅外波段而言 ， 大氣狀況最主要的影響因素是大氣氣溶膠的變化， 即大氣光學(xué)厚度的變化 ， 因此關(guān)鍵是如何估算遙感圖像的氣溶膠分布 。 （ 2） 參考地物法 (Invariant— Object Methods) 對(duì)于 TM等高分辨率的圖像，通常可以假設(shè)整幅圖像的大氣狀況相同，圖像的觀測(cè)天頂角也可以近似看作
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