敦煌场地CBERS-02 CCD传感器在轨绝对辐射定标研究

对资源一号卫星02星(CBERS-02),为深入其定量化分析,定期在敦煌绝对辐射校正场地进行了地面同步测量,开展了更新在轨绝对辐射定标研究。另外,运用地表反射率和大气光学特性参量数据,计算出CBERS-02CCD传感器4个波段的绝对辐射标定系数。同时,利用2004年8月25日的Landsat-5 TM图像数据对CBERS-02CCD传感器的辐射特性进行交叉定标,验证分析了CBERS-02 CCD传感器场地绝对辐射定标的基本特性及其可靠性。另外,为CBERS后续星的传感器改进,提供了分析参量。

CBERS-1林被信息挖掘的GIS多元分析

本文论述了基于知识的CBERS-1 CCD图像分割的波段优化组合方案.以及组合运算生成非线性波段比图像和筛选分析与应用。同时运用地学多元分析原理探讨了影响森林植被中灌木林、灌丛等类型影像特征的地形、地质岩性、成土母质等因素。讨论了基于地理信息系统(GIS)及其背景数据库,通过分类重编码的分析处理,以及与地学信息的融合挖掘分析,利用建模工具二次开发模型,分层提取和人机交互系统综合分析与制图,取得理想的效果。

CBERS影像的业务化大气订正

针对CBERS卫星影像特点,基于大气辐射传输方程原理,以MODTRAN模型为内核,建立气溶胶光学厚度查找表,进行CBERS影像大气订正,以满足业务化生产定量产品的需求。利用2005年8月14日四川广元嘉陵江流域CBERS影像进行大气订正结果验证,取得了较好的应用效果。

国家陆地观测卫星数据服务与应用

一、国家陆地观测卫星数据 中国资源卫星应用中心（以下简称中心）,承担着建设全国陆地观测卫星地面数据处理系统的任务,负责我国陆地观测卫星数据的集中处理、统一存档分发和应用开展。中心已经承担了中巴地球资源系列卫星（CBERS-01／02／02B／04）、环境与灾害监测预报小卫星座（HJ-1A／B／C）、资源一号02C卫星（ZY01-02C）、资源i号立体测绘卫星（ZY-3）、实践九号卫星（SJ-9A／B）、高分一号：卫星（GF-1）和高分二号卫星（GF-2）共13颗卫星的数据处理与产品分发（见表1和表2），

遥感卫星大数据产业化应用

自1999年10月14日中国成功发射首颗传输型陆地观测卫星中巴地球资源卫星01星(CBERS-01)以来,国产民用陆地卫星的发展已经走过了20年的历程。中国陆地观测卫星的数量不断增加,数据质量不断提高,数据服务能力与服务水平不断提升。中国陆地观测卫星的数据产品已经广泛应用于国民经济的各个领域,取得了显著的社会效益和经济效益。中国资源卫星应用中心承担我国对地观测卫星数据处理、存档、分发和服务设施建设与运行管理,是国家三大卫星应用中心之一。建设的中国陆地观测卫星数据中心是国家空间信息基础设施的重要组成部分,已成为全球民用陆地观测卫星在轨数量最多的国家遥感卫星数据中心。

中国资源卫星辐射校正及其应用效果

我国遥感技术正朝着高空间、高时间、高光谱分辨率、宽视场多角度等卫星传感器方向发展，目前已成功发射了5颗民用资源卫星，包括3颗中巴地球资源卫星和2颗环境与灾害监测卫星，形成了中巴地球资源卫星和环境与灾害监测预报小卫星星座两个系列，遥感数据获取能力得到根本改善，大大提高了我国遥感应用水平。但是，在遥感信息定量化技术等方面与发达国家相比，还存在相当大的差距。为了进一步开展我国资源卫星数据在定量化遥感方面的应用，快速地提高遥感定量化技术与精度，必须长期开展传感器在轨绝对辐射校正，定期提供校正系数。

资源三号卫星多光谱数据的大气校正研究

资源三号卫星多光谱数据空间分辨率达到5.8m,能够很好的应用于地物分类和识别,由于其缺乏短波红外波段,无法采用暗目标法进行大气校正,因此,提出通过6S辐射传输模型构建大气校正系数查找表,结合MODIS数据反演的气溶胶光学厚度参数的大气校正方法,对ZY-3卫星多光谱(MUX)数据进行大气校正。采用敦煌地区星地同步测量的石膏矿、戈壁两种地物光谱对大气校正结果进行了验证,并比较了大气校正前后归一化植被指数(NDVI)。结果表明:大气校正后的地面反射率与石膏矿、戈壁两种地物实测光谱数据相对误差不超过6%;大气校正增大了植被的NDVI与其他地物的NDVI的差值,突出在植被监测方面的应用能力。

资源三号卫星靶标法绝对辐射定标与验证分析

为获取资源三号卫星高精度绝对辐射定标系数,文章采用一种基于光谱特性均一的多级灰阶靶标在轨定标方法,实现了ZY-3卫星的在轨辐射定标。首先设计靶标法辐射定标技术流程,分析了灰阶靶标实测反射光谱的波动误差,并基于同步试验获得了ZY-3卫星定标系数,最后利用实验室定标系数和场地实测数据对新的定标结果进行了真实性检验。结果表明:基于多级灰阶靶标的定标方法不确定度小于4.71%,获取的定标系数精度可靠;ZY-3卫星自发射以来载荷辐射性能稳定性较好,与发射前定标系数相比,除多光谱相机蓝、绿波段变化了11.76%和5.07%以外,其余载荷波段变化小于1%。

资源三号多光谱传感器场地辐射定标与验证

基于敦煌辐射校正场,利用高、中两类定标场地,采用反射率基法对资源三号卫星多光谱传感器进行在轨场地绝对辐射定标,获取多光谱传感器的2013年绝对辐射定标系数,并与2012年定标结果进行对比分析。同时,利用2013年7月1日Landsat 8的operational land imager(OLI)影像对资源三号卫星多光谱传感器进行交叉定标,验证定标系数的可靠性。结果表明,一年来资源三号卫星多光谱传感器各波段性能存在1%~8.5%的变化;交叉定标和场地定标的结果有较好的一致性,说明定标结果具有较高的可信度。

CBERS-02 CCD和SPOT-4 HRVIR1两个传感器的敦煌场地在轨绝对辐射定标及对比分析

中国资源卫星应用中心于2005年8月,利用敦煌场地分别对CBERS-02 CCD和SPOT-4 HRVIR1两个传感器进行在轨绝对辐射定标。本文对此次地面同步测量数据进行了处理分析,基于反射率法计算出了CBERS-02CCD和SPOT-4 HRVIR1两个传感器各波段的定标系数。其中,SPOT-4 HRVIR1的定标结果与法国官方8月份提供的定标系数相比,差异在6%内,满足法方对绝对辐射定标精度的要求。此外,应用定标系数分别将两个传感器的图像数据反演成地表反射率图像,对它们进行了对比分析。

CBERS-02卫星CCD图像的大气订正

用基于遥感器辐射定标参数和大气辐射传输模型计算的方法对CBERS-02卫星CCD图像进行了大气订正,较好地消除了CCD遥感图像中非目标地物的成像信息。为了消除目标邻近像元的影响,假定目标是处在某一特定反射率的大尺度参考背景下,然后再将反射率修正到实际背景中,通过这种方法获得的大气订正图像的细节部分更加清晰,对比度增强,大大改善了CCD图像的质量。

高分一号卫星宽视场成像仪的高频次辐射定标

为实现高分一号卫星宽视场成像仪的实时辐射定标,准确获取成像仪在轨暗电流噪声引起的偏移量信息,提出了高频次辐射定标方法,并分析了方法的可靠性和测算精度。介绍了卫星遥感器在轨辐射定标原理。以敦煌辐射校正场为实验区,利用该场地历史光谱数据和实时气象观测数据确定了高频次定标的数据基准。基于成像仪夜间大面积海洋场景数据测算了偏移量信息,即在无辐射能量输入的条件下,测算成像仪自身暗电流噪声引起的输出数值。然后,利用地面参考基准数据和偏移量信息,实现了高分一号卫星宽视场成像仪的在轨定标。最后,分析和检验了高频次定标方法的不确定性和定标结果的可靠性。结果表明:高分一号卫星宽视场成像仪高频次定标的不确定度小于5.3%;基于该定标结果获取的辐亮度产品与基于官方定标结果获取的辐亮度总体相对偏差小于5.6%;基于夜间海洋场景计算的定标截距(即偏移量)更接近于理论设计值。该方法可用于高分一号卫星宽视场成像仪的在轨定标和暗电流噪声定期检测。

CBERS-02B星HR与多光谱影像融合及评价

CBERS-02B星搭载了高分辨率全色相机HR和多光谱传感器CCD,HR影像可以与CCD影像融合,优势互补形成新的影像,既保持HR的高空间分辨率又保持CCD的光谱分辨率,HR影像同样可以与其它传感器影像融合形成新的影像。本文使用6种不同的融合方法融合HR与多光谱CCD以及SPOT5多光谱影像,并对融合结果进行了定性和定量评价,得到了HR与SPOT5多光谱影像融合较好的方法,表明了HR与其它传感器影像融合的潜力,同时也对HR和SPOT5多光谱融合影像及与CCD融合影像进行了初步的对比分析。

高分一号卫星相机的辐射交叉定标研究

利用Landsat8-OLI时间序列图像数据对高分一号(GF-1)的16 m宽覆盖多光谱传感器进行交叉定标。试验首先通过安排GF-1夜间深海成像,确定GF-1传感器的定标公式的截距,再选取定标靶标场的双星同步观测数据,利用回归分析得到定标公式的增益。利用交叉定标系数结果计算的GF-1辐亮度值与同步观测的Landsat8的辐亮度值相关性在95%以上,4个波段定标精度相对误差分别是4.25%、6.21%、5.83%和5.66%。结果表明该方法获得的定标系数精度与Landsat8定标数据辐射定标精度相当,GF-1卫星可以满足定量化应用的要求。

土地利用/土地覆盖遥感变化检测方法新进展

土地利用/土地覆盖变化检测是资源环境研究中的一个重要方面,准确、及时的变化信息为人类资源环境的生产和管理提供了决策支持。遥感技术具有实时、快速、覆盖范围广、多光谱、周期性等特点,给土地利用/土地覆盖变化检测提供了理想的数据基础。人类社会的发展对土地利用/土地覆盖变化检测的精度与效率不断提出新的要求,这也使得一些新技术、新方法引入到变化检测中。这些新技术新方法提高了土地利用/土地覆盖变化检测的精度,但在效率方面有待进一步研究。

利用HJ-1B星热红外遥感图像研究城市热岛效应

文章针对中国HJ-1B("环境一号"B)星热红外数据特点,以现有单通道地表温度反演算法为基础,开展HJ-1B星热红外数据的地表温度反演算法研究,并利用HJ-1B星热红外遥感温度图像研究北京热岛效应,对北京城区热岛在空间上的分布及其可能的成因作了相应分析。结果表明:随着城市化的发展,北京市热岛效应日益严重,地表温度分布与归一化植被指数(NDVI)相关性明显,文章得到的HJ-1B星热红外地表温度反演方法可以很好的用于城市热岛效应的监测分析。

HJ-1B卫星红外多光谱相机星上定标精度分析

介绍了"环境一号"B(HJ-1B)卫星红外多光谱相机在轨辐射定标的目的以及星上定标的原理,分析了星上定标算法的精度。利用星上零级数据对星上定标系统的测控精度和工作稳定性进行研究,并在此基础上分析了定标数据的处理精度。HJ-1B卫星发射以来共对红外相机热红外通道进行了7次星上定标,为了监测定标系统的精度变化,文章利用MODIS-31、32通道辐亮度对HJ-1B卫星上定标系统精度进行检验,考虑MODIS传感器本身定标的不确定度恒定,分析结果表明自HJ-1B卫星发射以来星上定标系统相对精度发生了衰减。

CBERS-04卫星宽视场成像仪在轨场地辐射定标

CBERS-04卫星宽视场成像仪(WFI)自发射以来,广泛应用于国土、水利、林业资源调查等方面。考虑到卫星遥感器受发射时的振动、在轨空间环境变化以及元器件电路系统老化等因素的影响,各种辐射特性的变化,遥感器的性能和灵敏度不断下降,从而导致整个遥感器辐射性能与原来的标定结果之间存在一定的偏差。2015年8月,通过在敦煌辐射校正场开展辐射定标同步观测试验获取了星地同步观测数据,根据反射率基法计算得到CBERS-04卫星WFI相机的场地定标系数。试验共获取了5次有效数据,根据2015年8月7日,10日,13日的定标试验数据拟合得到WFI的定标系数。同时,根据16日和19日两天的试验数据拟合得到一组新的定标系数作为准真值开展定标系数的验证。结果表明,WFI敦煌辐射定标结果的偏差小于4%。另外,在考虑WFI传感器光谱特性、辐射和空间分辨率、成像条件等差异的基础上,以具有较高辐射定标精度的Landsat-8 OLI作为参考传感器进行定标方法的相对验证,结果显示WFI与OLI的相对定标结果的不确定度在6%左右。

HJ-1B卫星IRS传感器热红外通道交叉定标

以TERRA卫星中分辨率成像光谱仪(MODIS)传感器热红外通道的星上定标结果为标准,采用交叉定标方法获取HJ-1B卫星红外多光谱相机(IRS)传感器热红外通道定标系数。首先,获取两个传感器的对应通道,利用MODTRAN模拟光谱响应、观测角、大气条件和温度变化对匹配因子的影响,然后确定此研究只考虑对应通道的波谱响应和地表温度差异,并计算出不同地表温度下匹配因子的变化趋势。选择7次不同时间双星同步观测青海湖区域的图像作为交叉定标数据,根据MODIS的辐射亮度和匹配因子计算出IRS传感器热红外通道的辐射亮度,最后,将得到的辐射亮度和DN值进行线性回归,获得IRS热红外通道的定标系数。将此次定标结果与HJ-1B卫星IRS传感器热红外通道星上4次黑体定标结果进行比较,定标结果一致性较好。