地面反射率反演方法及城市地面反射率的時空變化規(guī)律研究.pdf

1、地面反射率是地物固有的物理和化學(xué)特征指標(biāo)，是描述遙感信息的基本數(shù)據(jù)，是遙感定量化應(yīng)用的一個重要參數(shù)，是構(gòu)建遙感模型不可缺少的基本參量。隨著定量遙感技術(shù)迅速發(fā)展，特別是利用遙感數(shù)據(jù)進行土地利用和土地覆蓋變化監(jiān)測、全球資源環(huán)境分析、氣候變化檢測等的需要，遙感圖像地面反射率研究越來越受到重視，并已成為當(dāng)前遙感領(lǐng)域研究的熱點和難點。 在衛(wèi)星遙感對地探測中，可見光和近紅外波段電磁輻射在太陽-地表-傳感器之間傳輸?shù)倪^程中受到大氣分子、水汽、

2、氣溶膠和云粒子等大氣成分的吸收與散射的干擾與影響，導(dǎo)致傳感器接收到的地物光譜失真，降低了遙感圖像的清晰度，記錄的反射率與地物的實際反射率不一致?；谶b感圖像反射率反演模型恢復(fù)反映地物真實信息的地表反射率，從而剔除大氣干擾、提高圖像質(zhì)量，這對于正確利用遙感數(shù)據(jù)進行定量分析、信息提取以及遙感應(yīng)用十分關(guān)鍵。 本文對現(xiàn)有地面反射率反演方法作了對比分析，并著重探討了MODIS地面反射率反演方法，通過將MODIS反演反射率與地面實測數(shù)據(jù)對比

3、發(fā)現(xiàn)，MODIS反演反射率在第一、第二波段仍然存在一定誤差，且平均誤差分別為10.76％、10.51％。為了提高MODIS地面反射率精度，本文以上海市崇明島地區(qū)為例，以MODIS250m分辨率圖像為實驗數(shù)據(jù)，研究探討了三種MODIS地面反射率優(yōu)化方法，并根據(jù)崇明東灘實地采集的地物光譜數(shù)據(jù)對優(yōu)化反射率作了精度評價。 (1)基于實測反射率的MODIS地面反射率優(yōu)化。建立了基于實測反射率數(shù)據(jù)的MODIS平均等效反射率計算模型，選取崇明

4、島東灘11個采樣點進行MODIS平均等效反射率計算。通過對MODIS平均等效反射率與MODIS反演反射率的統(tǒng)計分析，建立了二者之間的定量關(guān)系模型，利用該模型對MODIS地面反射率作了優(yōu)化，實驗證明，該方法能有效提高MODIS地面反射率精度，使得到反射率的平均誤差控制在10％以內(nèi)。該方法的缺點是需要大量實測數(shù)據(jù)，在地面條件復(fù)雜的地區(qū)運用該方法存在局限性。 (2)基于圖像清晰度和多時相遙感圖像的MODIS地面反射率優(yōu)化。在假設(shè)地面物

5、體的反射率在某個較短的時間范圍內(nèi)變化量很小可以忽略不計的前提下，利用MODIS成像周期短的特點，分別利用遙感圖像質(zhì)量評價因素——清晰度以及多時相遙感圖像特征，提出了兩種MODIS地面反射率優(yōu)化方法，并利用實測平均等效反射率對優(yōu)化結(jié)果進行精度評價。結(jié)果表明，基于圖像清晰度的MODIS地面反射率優(yōu)化方法能將MODIS第一、第二波段平均誤差減小到10.47％和10.28％，而基于多時相圖像的MODIS地面反射率優(yōu)化方法能將MODIS第一、第二