遥感影像与处理的一般流程

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遥感影像与处理的一般流程

辐射定标 → 大气校正 → 几何校正 → 正射校正

【遥感影像校正/纠正分为几何校正和辐射校正，几何校正又可分为粗纠正、精纠正、混合纠正和正射校正等；辐射校正分为辐射定标、辐射校正、大气校正等。】

一 . 辐射校正、辐射定标和大气校正的关系

辐射校正包括辐射定标和大气校正，辐射定标是为大气校正做准备

1. 辐射校正 Radiometric correction

指在光学遥感数据获取过程中，产生的一切与辐射有关的误差的校正

2.辐射定标Radiometric calibration

是用户需要计算地物的光谱反射率或光谱辐射亮度时，或者需要对不同时间、不同传感器获取的图像进行比较时，都必须将图像的亮度灰度值转换为绝对的辐射亮度，这个过程就是辐射定标。

辐射定标是将记录的原始DN值转换为大气外层表面反射率（Apparent reflectance，又称辐射亮度值）

DN值（Digital Number ）：是遥感影像像元亮度值，记录地物的灰度值。为无单位整数，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相关。反映地物的辐射率（Radiance）。

地表反射率（Surface reflectance/albedo）：是地面反射辐射量与入射辐射量之比，表征地面对太阳辐射的吸收和反射能力。反射率越大，地面吸收太阳辐射越少；反射率越小，地面吸收太阳辐射越多。

表观反射率（Apparent reflectance）：是表观反射率就是指大气层顶的反射率，辐射定标的结果之一，大气层顶表观反射率，简称表观反射率，又称视反射率。

行星反射率（Planetary reflectance/albedo）：卫星所观测的行星反射率（未经大气校正的反射率），对原始数据进行定标、辐射校正,求得地物的行星反射率。因此行星反射率就是表观反射率。

分类

　　(1) 绝对定标

　　　　通过各种标准辐射源，建立辐射亮度值与DN值间的定量关系。如对于一般的传感器：L入=Gain*DN + Offset

　　(2) 相对定标

　　　　指的是确定场景中各像元之前、各探测器之间、各波谱之间以及不同时间测得的辐射亮度的相对值

主要方法

　　(1) 反射率法

　　(2) 辐亮度法

　　(3) 辐照度法

3.大气校正Atmospheric correction

由于传感器最终测得的地面目标的总辐射亮度并不是地表真实反射率的反映，其中包含了由大气吸收，尤其是散射作用造成的辐射量误差

大气校正是将辐射亮度值或表观反射率转换为地表实际反射率，消除这些由大气影响所造成的辐射误差，反演地物真实的表面反射率的过程

主要方法

　　(1) 统计型

　　(2) 物理型

适用场景（必须对遥感数据进行大气校正的情况）

　　从水体或植被中提取生物物理变量，如水体中的叶绿素a、悬浮泥沙、温度；植被中的生物量、叶面积指数、叶绿素、树冠郁闭百分比)数据未经校正，就可能会丢失这些重要成分的反射率(或出射率)的微小差别信息。此外，如果需要将某景影像中提取的生物物理量(如：生物量)与另一景不同时相影像中提取的同一生物物理量相比较，就必须对遥感数据进行大气校正

二 . 几何校正和正射校正的关系

简单来讲，正射校正是几何校正的最高级别，一般所说的几何校正是消除因大气传输、传感器本身、地球曲率等因素造成的几何畸变，主要纠正或者赋予影像平面坐标。正射校正除了进行常规的几何校正的功能外，还要根据DEM来纠正影像因地形起伏而产生的畸变，会给图像加上高程信息

几何校正Radiometric calibration

利用GCP纠正各种因素引起的几何变形，对影像进行地理坐标定位，获得真实坐标信息

几何校正可以纠正系统和非系统因素引起的几何畸变

主要包括图像配准、图像纠正、地理编码和正射校正

正射校正Ortho-rectification

正射校正是借助于地形高程模型（DEM），对图像中每个像元进行地形的校正，消除地形的影响或是相机方位引起的变形等，使图像符合正射投影的要求，生成平面正射影像的处理过程

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