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)是我國自行研制的長壽命實時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，已在軌正常運行2年多時間，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，至今還沒有給出可靠的絕對輻射定標(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，完成對該傳感器熱紅外通道的絕對輻射定標(biāo)，成為目

2、前亟待解決重要問題。圍繞這個主題，本文開展了以下幾方面的工作： 第一方面：針對CBERS-02IRMSS傳感器熱紅外通道采用各種獨立定標(biāo)方法對該傳感器進行系統(tǒng)的絕對輻射定標(biāo)，獲取了不同定標(biāo)方法的定標(biāo)結(jié)果；對不同定標(biāo)方法獲取的絕對輻射定標(biāo)系數(shù)進行誤差分析和比較，并利用MODIS熱紅外圖像對這些定標(biāo)系數(shù)進行真實性檢驗和精度評價。研究重點主要包括： ①在對CBERS-02IRMSS熱紅外通道進行星上黑體定標(biāo)過程中，提出對半光路

3、黑體輻射定標(biāo)信號進行全光路修正的方法，使該傳感器的在軌星上黑體定標(biāo)可以滿足絕對輻射定標(biāo)的需求； ②提出利用同一傳感器的多次不同時相、不同地點的觀測數(shù)據(jù)對CBERS-02IRMSS相機交叉定標(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利用多種獨立的定標(biāo)方法對CBERS-02IRMSS熱紅外通道進行絕對輻射定標(biāo)，并在充分分析各種定標(biāo)方法的特點和定標(biāo)結(jié)果的基礎(chǔ)上，提出了針對熱紅外遙感

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)站上向用戶公布。 對經(jīng)過絕對輻射定標(biāo)后的CBERS-02IRMSS熱紅外遙感數(shù)據(jù)進行定標(biāo)系數(shù)的應(yīng)用潛力評價：針對CBERS-02IRMSS的傳感器特性，對Jimenez-Munoz和Sobrino提出的普適性單通道地表溫度反演算法進行改進，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測數(shù)據(jù)對該算法的反演精度進行了評價和驗證；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IRMSS熱紅外數(shù)據(jù)進行定標(biāo)系數(shù)的應(yīng)用潛力評價。 第二方面：作為全文的拓展部分，本文還介紹了我國即將發(fā)射的環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測小衛(wèi)星星座之一的HJ-1-B衛(wèi)星紅外相機的主要技術(shù)指標(biāo)、中長波紅外通道的實驗室定標(biāo)，及其星上定標(biāo)系統(tǒng)地面實驗方

6、案設(shè)計等內(nèi)容，并結(jié)合CBERS-02IRMSS傳感器絕對輻射定標(biāo)的工作對HJ-1-B小衛(wèi)星紅外相機發(fā)射后的在軌定標(biāo)進行了分析和展望。針對目前該傳感器的工程技術(shù)指標(biāo)要求和工程進展?fàn)顩r，闡述了紅外相機部分技術(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，通過本文的研究工作完成了對CBERS-02IRMSS傳感器熱紅外通道的絕對輻射定標(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)用潛力評價。