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1、大气辐射传输校正模型在遥感的实际应用中，常用很多简化的手段，如假设地面为朗伯面，排除云的存在，采用有关标准大气模式及大气气溶胶模式等，一次产生了许多不同类型的大气辐射传输模型，主要分为两类，1)采用大气的光学参数2)直接采用大气物理参数如lowtran、modtran等大气辐射近似计算模型，而且还增加了多次散射计算1.5s模型该模型的代码模拟计算海平面上的均匀朗伯体目标的反射率，并假定大气吸收作用与散射作用可以耦合，就像吸收粒子位于散射层的上面一样，则大气上层测量的目标反射率可以表示为，海平面处朗伯体的反射率大气透过率分子、气溶胶层的内在反射率有太阳到地表再到传感器的大气透过率S为大气的反射率
2、2.6S模型用FORTRAN语言编写的适用于太阳反射波段(0.4-2.5um)的大气辐射传输模型，这种模式再假定大气无云的情况下考虑了水汽、二氧化碳、臭氧。和氧气的吸收、分子和气溶胶的散射以及均一地面和双向反射率问题，它是对5s模型的改进(vermote,1997)，考虑了目标高程、表面的非朗伯体特性、新的吸收分子种类的影响(CO N2O等)，采用好的近似算法来计算大气和气溶胶的散射和吸收的影响，其中气体的吸收以10cm-1的光谱间隔来计算的，并且光谱积分的步长达到了2.5nm，适用于可见光和近红外的多角度数据。它可以模拟机载观测、设置地表的高度、解释brdf作用和临近效应，还采用sos(su
3、ccessive order of scattering)方法计算散射作用以提高精度，但该模型的缺点是不能处理球形大气和limb(临边)观测。需要输入的参数：1)几何参数：太阳天顶角、卫星天顶角。太阳方位角、卫星方位角，观测时间，也可以通过输入卫星轨道与时间参数代替2)大气模式：大气组分参数，：包括水汽，灰尘颗粒度等参数，偌缺乏精确的实况数据数据，可以根据卫星数据的地理位置和时间，选用6s提供的标准模型来替代3)气溶胶模式：气溶胶组分参数，包括水分含量以及烟尘、灰尘等在空气中的百分比等参数，若缺乏情却的实况数据，可以选用6s提供的标准模型来代替4)气溶胶浓度：气溶胶的大气路径长度，一般可用当地
4、的能见度参数表示。可以输入波长为550nm处的光学厚度和气象能见度5)高度：观测目标的海拔高度及遥感器高度，地面以上都是负值，地基观测为0 6)探测器的光谱条件：光谱条件可以直接输入光谱波段范围，也可以讲遥感器波段作为输入条件8)地表反射率，定义了地表反射率模型，包括均一地表和非均一地表，均一地表又考虑了有无方向性反射问题，在考虑方向性时用了九种不同的模型。若是基于朗伯体大气校正，则可以采用6s的基于朗伯体地面的大气校正反演模式。若是基于brdf大气校正，在选择了二向反射模型后，则需输入像元所对应的模型参数，并将反演的模型参数与其他大气参数一起作为输入，通过6s大气校正模型软件经过迭代计算，最
5、终得到基于brdf的大气校正图像，推算出反射率.RAPP-1时模式正向工作，RAPP 0(辐射亮度)或者-1 RAPP 0(反射率)时均决定模式是反向工作，即有大气校正进行。6s模型的输出参数1)辐射部分：地面上的直接反射率及辐照度、散射透过率及辐照度、环境反射率及辐照度；卫星上的大气路径反射率及辐亮度、背景反射率及辐亮度。像元反射率及辐亮度。2)吸收部分：各种气体的向上透过率、向下透过率、总透过率；气体总向上透过率、总向下透过率、总透过率。3)散射部分：大气分子、气溶胶的向上散射透过率、向下散射透过率、总散射透过率；总向下散射透过率、总向上散射透过率、总散射透过率；大气分子、气溶胶及总的球面
6、反照率、光学厚度、反照率、单次反照率及相函数。4)大气校正结果：大气校正后的反射率及大气兆年个系数，3.modtran该模型是由美国空军地球物理实验室研制的大气辐射模拟计算程序，在遥感领域被广泛应用于图像的大气校正。lowtran7是一个光谱分辨率20cm-1，的大气辐射传输实用软件，它提供了6种参考大气模式的温度、气压、密度的垂直廓线，水汽、臭氧、甲烷、一氧化碳、一氧化二氮的混合比垂直廓线，其他13种微量气体的垂直廓线，城乡大气气溶胶、雾、沙尘、火山喷发物、云、雨的廓线，辐射参量(如消光系数、吸收系数、非对称因子的光谱分布)，以及地外太阳光谱。lowtran7可以根据用户的需要，设置水平、倾
7、斜、及垂直路径，地对空、空对地等各种探测几何形式，适用对象广泛。lowtran7的基本算法包括透过率计算方法，多次散射处理和几何路径计算。1)多次散射处理lowtran采用改进的累加法，自海平面开始向上直至大气的上界，全面考虑整层大气和地表、云层的反射贡献，逐层确定大气分层每一界面上的综合透过率、吸收率、反射率和辐射通量。再用得到的通量计算散射源函数，用二流近似解求辐射传输方程。2)透过率计算该模型在单纯计算透过率或仅考虑单次散射时，采用参数化经验方法计算带平均透过率，在计算多次散射时，采用k-分布法3)光线几何路径计算考虑了地球曲率和大气折射效应，将大气看作球面分层，逐层考虑大气折射效应由于
8、lowtran直接使用大气物理参数，因而需要按照下列方法计算出与lowtran使用的大气物理参数相对应的大气光学参数179页4.modtran辐射传输模型modtran可以计算0到50000cm-1的大气透过率和辐射亮度，它在440nm到无限大的波长范围精度是2cm-1，在22680到50000cm-1紫外波(200-440nm)范围的精度是20cm-1，在给定辐射传输驱动、气溶胶和云参数、光源与遥感器的几何立体对和地面光谱信息的基础上，根据辐射传输方程来计算大气的透过率以及辐射亮度。cm-1是表示波数，即使指在波的传播方向上单位长度内所含的波长的数目。开发modtran是为例改进lowtra
9、n的光谱分辨率，modtran将光谱的半高全宽度(full width half maximum，FWHM)由lowtran的20cm-1减少到2cm-1，目前的modtran4.0它的光谱分辨率已经达到2cm-1，改进了瑞利散射和复折射系数的计算精度，增加了disort计算太阳散射贡献的方位角相关选项，并将7种brdf模型引进到模型中，使地表的参数化输入成为可能。1)modtran输入输出参数控制运行参数：如何采用何种辐射传输程序，是否进行多次散射计算等。，主要在card1中完成，card5提供了多重复计算的选项遥感器参数：如遥感器的波段参数，观测的波束(波长范围)，其中在card1a中有是
10、否输入遥感器波段响应函数的选项，在card1a3中输入波段响应函数的文件名，在card4中输入模拟计算的波长范围。大气参数：其中大气模型通过card1中的选项确定，其他具体参数包括气溶胶主要通Card2来进行选择。观测几何条件：在card1中有关于几何条件的选项，另外在card3中主要为几何参数的输入选项，它通过多种方式组合来实现几何参数的输入，可根据计算的方便进行选择。地表参量：在card1中提供了地表参数设定的初步选项，所以只能在card4根据card1中设定的参数对地表的参数进行具体设定。所有的输入都通过card1进行控制，然后在由后续的card进行具体社这设定所有参数之后，就可以用mo
11、dtran来模拟大气辐射传输过程5.acorn辐射校正模型它是一种基于图像自身的大气校正软件，可以实现图像辐射值到表观地表反射率的转换，其工作的波长范围是350-2500nm在目前的大气校正程序一般都把地表假定为水平朗伯体，这主要是因为我们一般很难获取地表的充足信息以完成地形校正，因此大气校正的结果称为拉伸的地表反射率，又称表观反射率，在地形信息已知的情况下，可以将表观反射率转为地表反射率。Acorn所提供的最高级的大气校正形式是基于辐射传输理论的，大气校正的方法是基于chandrasekhar(1960，dover)公式Caorn提供了一系列大气校正策略，包括经验法和基于辐射传输理论的方法，
12、既可以对高光谱数据进行大气校正，也可以对多光谱图像数据进行大气校正，校正模式如下：1)模式1：对定标后的高光谱数据进行辐射传输大气校正，输出项为地表表观反射率。2)模式1.5：对定标后的高光谱数据利用水气和液体水光谱你和技术进行辐射传输大气校正。3)模式2：对高光谱大气校正结果进行独立的光谱增强。4)模式3：利用经验线性法对高光谱数据进行大气校正5)模式4：对高光谱数据进行卷积处理得到多光谱数据6)模式5：对定标的多光谱数据进行辐射传输大气校正7)模式6：对多光谱的大气校正结果进行独立的光谱增强8)模式7：利用经验线性法对多光谱数据进行大气校正为了减少大气校正数据中残留的认为噪声，acorn提
13、供了三种类型的抑制噪声的方法方法一：用于评价和校正高光谱数据集与光谱辐射转换计算之间的光谱定标不匹配现象，主要是抑制在760，940，1150，2000nm波长的强吸收特征附近的认为噪声(表现为尖峰)方法二：由于绝对辐射定标的误差和辐射传输计算的误差，在图像数据和大气辐射传输模型间存在辐射定标不匹配现象，表现为整个光谱范围内常常由一些小的认为噪声，方法二的任务就是消除这些噪声的影响，使光谱变平滑。方法三：在1400到1900nm的水汽吸收带内，给出的反射率光谱往往噪声很大，这些噪声是由该波长范围的低辐射值引起的。方法三对定标后辐射的信号级别进行评定，抑制最低的信号部分，该部分容易产生错误的反射率计算，在输出光谱中将该低信号部分置为0。MSN空间完美搬家到新浪博客！