高分六号卫星的交叉辐射定标研究

为了能够检测高分六号卫星的辐射性能并准确地计算出高分六号卫星的辐射定标系数,利用高分六号卫星的成像特性,主要针对辐射定标区域和卫星自身成像特性对交叉辐射定标方法进行了优化,从而计算得到了高分六号卫星的增益和偏移。结果表明多场地交叉辐射定标法各场地的不确定度分别为1.94%、1.91%、1.92%、2.77%都在4%以内,远低于单场地交叉辐射定标法得到的不确定度,提高了定标的精度。

多尺度特征融合网络的遥感图像林地检测

针对现存方法对林地检测结果细节丢失严重、边缘不够精细的问题,文中提出一种基于多尺度特征融合的网络结构,使用Labelme手动对数据集进行标签,并通过翻转、加噪、颜色调整等操作增强图像。网络结构主要包括将低层空间信息和高层语义信息进行特征融合的密集跳跃连接,以及可以增大网络感受野并从多个角度对特征进行提取的空洞空间金字塔池化模块。文中利用编码器提取全局信息,通过解码器恢复图像空间分辨率,最后用分类器进行林地与非林地的分割。实验结果表明,文中算法与现有算法相比,图像检测能力有一定的提升,能较为准确地检测出林地区域。

基于多遥感器的GF4交叉辐射定标

在定量遥感的分析与应用中,辐射定标是基础。文中以敦煌辐射校正场为实验场地开展GF1,MODIS,LandSat8与GF4可见光及近红外的交叉定标,中波红外波段采用基于Atmospheric Infrared Sounder(AIRS)的中波红外交叉定标。通过对4个遥感器的可见光及近红外波段的匹配以及GF4与AIRS中波红外波段的匹配,选取遥感器相互匹配的波段。对卫星拍摄的同时对相同区域的影像开展交叉定标,结果表明,可见光及近红外交叉定标获得的定标系数误差均在5%以内,中波红外交叉辐射定标的定标系数误差在8%以内。通过GF4可见光及近红外、中波红外的定标系数误差,表明GF4的定标精度相对较高,满足遥感定量的需求。

基于MODIS数据的溧阳地区气溶胶光学厚度特性研究

为了探究溧阳地区的光学厚度特性,本研究采用地基太阳分光光度计的实测数据对MODIS C6 AOD三种产品进行了精度检验,评估气溶胶产品在溧阳地区的适用性。先将地基观测数据进行插值,然后通过确定时间窗口和空间范围完成地基遥感观测数据与卫星气溶胶光学厚度数据间的匹配,研究显示深蓝算法(DB)整体反演精度略优于其他两种算法,其产品在该区域具有很好的适用性。其中,Terra卫星DB算法的线性相关性最好,相关系数可以达到0.87。因此,进一步选用2010—2019年的Terra DB AOD产品分析溧阳地区的近十年气溶胶光学厚度变化情况,发现溧阳气溶胶光学厚度的时间变化具有较为明显的季节性,夏季AOD值最高,而冬季AOD值最低,同时近十年溧阳地区的AOD值总体趋势变小。

基于GF-1/WFV与MODIS和LandSat8相机交叉定标

"高分一号"(GF-1)卫星是中国高分辨率对地观测系统的第一颗卫星,应用于地理测绘、海洋和气候气象观测等重要领域。文中利用辐射精度较高的MODIS线性回归得到GF-1卫星的增益与偏移,并与官方辐射定标系数相比较,GF-1与MODIS交叉辐射定标误差为2.99%,1.84%,2.22%,2.97%;与LandSat8交叉辐射定标误差是2.15%,1.45%,0.39%,1.48%。结果表明,该方法获得的定标系数误差都在3%以内,且比与LandSat8卫星交叉定标获得的定标系数误差更小,满足基本的遥感定量需求。

GF-4可见光及近红外谱段的辐射定标

"高分四号"是我国高分辨率对地观测系统中唯一一颗地球同步轨道遥感卫星,应用于环境及林火监测等领域。GF-4数据有很高的空间分辨率,但是辐射特性存在偏差从而导致辐射精度并不是很高。为了提高GF-4卫星数据辐射和LandSat8数据为基准影像,以敦煌辐射校正场作为试验区对GF-4可见光及近红外谱段进行交叉辐射定标。结果表明,通过GF-4的DN值与MODIS和LandSat8的表观辐射亮度数据分析对比,的可见光及近红外波段的定标误差均在10%以内;而LandSat8的可见光及近红外波段的定标误差均在5%以内,比的定标精度接近官方定标系数,满足遥感定量需求。

“高分一号”宽幅多光谱相机时间序列定标

在轨运行的传感器辐射性能由于受到元部件老化、外太空辐射等因素的影响会发生变化,通过传感器在轨定标可以对传感器的辐射性能进行监测。时间序列是衡量卫星传感器在轨运行期间辐射性能变化的重要依据。该研究通过交叉定标法对"高分一号"(GF1)卫星的多光谱宽视场成像仪(WFV)开展时间序列定标,采用MODIS作为参考卫星,计算GF1/WFV4相机2013-2018年间的定标系数,将定标系数同官方定标系数相比较,并用归一化法计算相对增益偏差。结果表明,GF1/WFV4相机的每个波段平均相对增益偏差分别为4.18%,4.87%,4.89%和4.46%,基于交叉定标方法获得的定标系数与官方公布的定标系数具有较好的一致性,可以实现对GF1卫星在轨期间辐射特性变化趋势的监测。