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高光谱遥感器飞行中基于大气特征谱线的光谱定标技术

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光学学报 2013年第5期33卷 287-293页

作者：陈洪耀张黎明李鑫司孝龙杨宝云朱雪梅中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

高光谱遥感器光谱定标是其遥感信息定量化应用的基础。报道了一种基于大气特征谱线的光谱定标技术,该定标技术通过分离与遥感器特性无关的大气和周围环境等引入的反射率,使分离后的等效反射率与经过低通滤波的等效反射率匹配,确定了中... 详细信息

高光谱遥感器光谱定标是其遥感信息定量化应用的基础。报道了一种基于大气特征谱线的光谱定标技术,该定标技术通过分离与遥感器特性无关的大气和周围环境等引入的反射率,使分离后的等效反射率与经过低通滤波的等效反射率匹配,确定了中心波长偏移量和光谱带宽。针对某国产机载高光谱遥感器进行了飞行中光谱定标实验,结果表明遥感器的中心波长和带宽都发生了变化。光谱定标的准确性通过两种方法验证:一种是观察反演得到的地面典型目标光谱反射率是否存在锐利的凸起和凹陷,另一种是观察在氧气760nm吸收峰廓线测量的光谱辐亮度与辐射传输计算得到的结果是否一致。分析表明,影响该光谱定标方法不确定度的主要因素是数据的信噪比和地面的辐射定标。

关键词：遥感高光谱遥感光谱定标波长定标定量遥感

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太阳漫射板反射率在轨衰退监测技术研究

光学学报 2019年第7期39卷 373-380页

作者：汪伟张黎明司孝龙黄文薪王戟翔中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

多通道扫描成像辐射计搭载于风云四号气象卫星上,为了使其实现高精度定量化遥感,其上配备了星上定标装置。该装置主要是引太阳漫射板(SD)反射的太阳光作为标准辐亮度源,太阳漫射板反射率衰减监测仪(简称比辐射计)定期监测漫射板反射率... 详细信息

多通道扫描成像辐射计搭载于风云四号气象卫星上,为了使其实现高精度定量化遥感,其上配备了星上定标装置。该装置主要是引太阳漫射板(SD)反射的太阳光作为标准辐亮度源,太阳漫射板反射率衰减监测仪(简称比辐射计)定期监测漫射板反射率的变化。主要介绍了比辐射计的工作原理,并针对在轨返回的数据特点建立了太阳漫射板双向反射分布函数衰减因子计算模型。数据表明:比辐射计探测器受到了温度的影响,其不确定度为0.165%/℃,比值监测的方式消除了温度的影响。计算了3个通道衰减因子的合成监测不确定度,第一通道的合成监测不确定度为1.48%(k=2),第二、第三通道合成监测不确定度为1.16%(k=2)。结果表明:比辐射计可以实现漫射板反射率的衰减监测。

关键词：遥感星上定标太阳漫射板反射率衰减监测仪双向反射分布函数衰减因子

基于亚像元目标的高分辨率光学遥感卫星在轨辐射定标方法

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光学学报 2019年第10期39卷 7-14页

作者：徐伟伟张黎明李鑫司孝龙许永平中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学院合肥物质科学研究院安徽合肥230031

辐射定标是光学遥感卫星数据定量化应用的关键技术之一。提出了基于亚像元目标的高分辨率光学遥感卫星在轨辐射定标方法,以反射点源作为参照目标,并以地面同步测量为主,通过简化辐射传输的计算过程获取大气透过率与遥感器入瞳辐亮度;根... 详细信息

辐射定标是光学遥感卫星数据定量化应用的关键技术之一。提出了基于亚像元目标的高分辨率光学遥感卫星在轨辐射定标方法,以反射点源作为参照目标,并以地面同步测量为主,通过简化辐射传输的计算过程获取大气透过率与遥感器入瞳辐亮度;根据多能量等级的亚像元目标设置与系统点扩展函数检测结果,将亚像元目标辐射与程辐射、地气耦合辐射及背景辐射有效分离;突破时空及天气条件限制,在复杂环境条件下实现光学遥感卫星全动态范围的高精度定标。实验结果表明,基于亚像元目标的高分辨率光学遥感卫星在轨辐射定标不确定度优于3.2%,与基于大面积多反射率灰阶靶标的定标结果相差3%;这种轻小型的亚像元目标适应于光学遥感卫星的高频次定标应用需求。

关键词：大气光学辐射定标亚像元目标大气透过率点扩展函数全动态范围定标

AGRI中太阳漫反射板反射率衰减监测仪的角度因子在轨校验研究

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光学学报 2020年第11期40卷 200-208页

作者：汪伟张黎明徐伟伟司孝龙黄文薪中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

太阳漫反射板反射率衰减监测仪(后简称比辐射计,SDRDM)被用来监测漫反射板反射率的变化。其太阳观测端口的透过率和太阳漫射板的相对双向反射分布函数(BRDF)是随角度变化的变量,因此比辐射计观测信号会受到入射光线角度的影响,该影响因... 详细信息

太阳漫反射板反射率衰减监测仪(后简称比辐射计,SDRDM)被用来监测漫反射板反射率的变化。其太阳观测端口的透过率和太阳漫射板的相对双向反射分布函数(BRDF)是随角度变化的变量,因此比辐射计观测信号会受到入射光线角度的影响,该影响因子被叫作比辐射计角度因子(简称角度因子)。提出一种使用星上数据计算角度因子的方法,该方法被使用的前提是太阳漫射板在轨前期不发生衰退。采用相同太阳角度比值计算,在不使用比辐射计角度因子的前提下验证了太阳漫反射板在轨前期的稳定性。随后计算SDRDM的角度因子,并与实验室测量结果进行比对。结果显示星上计算值与实验室测量值偏差小于0.5%,发射前测量的角度因子可以用于计算太阳漫反射板的退化因子。

关键词：遥感星上定标太阳漫反射板反射率衰减监测仪角度因子退化因子

基于日盲型滤光片辐射计的232~400nm波段辐射标准传递研究

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光学学报 2022年第10期42卷 53-63页

作者：李佳伟陈洪耀张黎明黄文薪司孝龙中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

传统滤光片辐射计在测量紫外(UV)波段时带外泄漏影响严重。将日盲型光电管作为UV滤光片辐射计的探测单元,采用搭建的比对测量装置对日盲型UV滤光片辐射计各通道进行系统级相对光谱辐射功率响应度测量,再利用溯源至中国计量科学研究院(N... 详细信息

传统滤光片辐射计在测量紫外(UV)波段时带外泄漏影响严重。将日盲型光电管作为UV滤光片辐射计的探测单元,采用搭建的比对测量装置对日盲型UV滤光片辐射计各通道进行系统级相对光谱辐射功率响应度测量,再利用溯源至中国计量科学研究院(NIM)的光谱辐射照度标准灯对UV滤光片辐射计进行绝对光谱辐射照度响应度定标。采用单色仪系统完成UV滤光片辐射计与溯源至美国国家标准与技术研究院(NIST)的标准探测器的对比,两者结果最大相差2.09%,验证了辐射标准传递的准确性。最后,通过立体角构建,将232~400 nm辐射标准传递到了大口径大动态范围UV积分球辐射源中。

关键词：测量带外泄漏紫外滤光片辐射计相对光谱辐射功率响应度绝对光谱辐射照度响应度辐射标准传递

基于反射点源的光学遥感卫星像点提取及精度验证

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光学学报 2024年第6期44卷 353-361页

作者：王强徐伟伟司孝龙李鑫杨宝云张黎明安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230601 中国科学院合肥物质科学研究院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

定标自动化水平与像点提取精度是光学遥感卫星在轨几何定标效率及精度提升的关键因素。提出一种以轻小型、自动化的反射点源为地面控制点的高精度像点提取方法,匹配参数化模型拟合获取点源像点坐标,并利用有理函数模型进行精度验证。在... 详细信息

定标自动化水平与像点提取精度是光学遥感卫星在轨几何定标效率及精度提升的关键因素。提出一种以轻小型、自动化的反射点源为地面控制点的高精度像点提取方法,匹配参数化模型拟合获取点源像点坐标,并利用有理函数模型进行精度验证。在轨实验结果初步表明,与模板匹配法等常规方法相比,反射点源法提取的像点坐标精度优于0.05 pixel,经有理函数模型验证,像点定位精度优于0.05 pixel。反射点源不仅能够实现高精度的像点提取,还能够实现光学遥感卫星在轨几何辐射综合定标,对提高我国遥感测绘精度和定标自动化水平有重要意义。

关键词：几何定标像点提取反射点源精度验证有理函数模型

基于反射点源的高分辨率光学卫星传感器在轨调制传递函数检测

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光学学报 2017年第7期37卷 298-305页

作者：徐伟伟张黎明司孝龙李鑫杨宝云沈政国中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学院合肥物质科学研究院安徽合肥230031

调制传递函数(MTF)可用来评估高分辨率光学卫星传感器像质,在轨MTF检测对于高分辨率卫星遥感数据的应用和未来卫星遥感器的发展具有重要意义。提出一种基于反射点源的直接检测方法,利用遥感影像数据计算得到成像系统的点扩展函数(PSF),... 详细信息

调制传递函数(MTF)可用来评估高分辨率光学卫星传感器像质,在轨MTF检测对于高分辨率卫星遥感数据的应用和未来卫星遥感器的发展具有重要意义。提出一种基于反射点源的直接检测方法,利用遥感影像数据计算得到成像系统的点扩展函数(PSF),进而获取系统的MTF值。根据成像关系和点光源图像数据,并利用非线性方程优化求解的方式得到被测光学卫星传感器成像系统的一维线扩展函数值,进而验证了可近似用高斯模型来表征高分辨率光学卫星传感器的PSF。实验结果表明,基于反射点源的光学卫星传感器在轨MTF检测结果与基于刃边靶标的在轨MTF检测结果的差异小于5%,能够实现高分辨率光学卫星传感器的在轨MTF检测。

关键词：遥感调制传递函数反射点源点扩散模型高分辨率光学卫星传感器

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基于阵列点源的光学遥感卫星像质评价方法

光子学报 2023年第4期52卷 170-178页

作者：郑昱君徐伟伟李鑫司孝龙杨宝云张黎明中国科学院合肥物质科学研究院通用光学定标与表征技术重点实验室合肥230031 中国科学技术大学合肥230026

提出一种基于阵列点源的光学遥感卫星像质评价方法,以轻小型、自动化的反射点源阵列作为检测参照目标,最小二乘法二维高斯模型拟合阵列点源影像获得像点坐标,结合地面点源位置测量获得遥感器地面像元分辨率;以点源影像像点坐标为基准,... 详细信息

提出一种基于阵列点源的光学遥感卫星像质评价方法,以轻小型、自动化的反射点源阵列作为检测参照目标,最小二乘法二维高斯模型拟合阵列点源影像获得像点坐标,结合地面点源位置测量获得遥感器地面像元分辨率;以点源影像像点坐标为基准,对阵列点源遥感影像数据进行位置配准与高斯模型拟合获得成像系统点扩散函数与调制传递函数值。试验结果表明:像点坐标的共线误差小于0.002像素,地面像元分辨率的相对偏差优于6.5‰,阵列点源可以综合实现光学遥感卫星的像质评价与辐射定标。

关键词：遥感像质评价调制传递函数地面像元分辨率阵列点源

基于辐射状靶标的高分辨率光学卫星传感器像质评价方法研究

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光学学报 2019年第9期39卷 346-351页

作者：徐伟伟张黎明司孝龙杨宝云王戟翔中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学院合肥物质科学研究院安徽合肥230031

空间分辨率与调制传递函数(MTF)是高分辨率光学卫星传感器像质评价的重要参数,直接客观反映遥感器成像系统的成像质量。针对空间分辨率检测的辐射状靶标,提出一种与相同反射率大面积靶标相结合的方法,依据靶标调制度、传感器入瞳的物方... 详细信息

空间分辨率与调制传递函数(MTF)是高分辨率光学卫星传感器像质评价的重要参数,直接客观反映遥感器成像系统的成像质量。针对空间分辨率检测的辐射状靶标,提出一种与相同反射率大面积靶标相结合的方法,依据靶标调制度、传感器入瞳的物方调制度与像方调制度之间的关系,准确获取不含大气的星载遥感器成像系统在轨MTF与大气MTF值。实验结果表明:采用辐射状靶标法可同时获取星载遥感器成像系统空间分辨率与在轨MTF值,实时的大气MTF值为0.7519,基于辐射状靶标的在轨MTF检测结果与刃边法在轨MTF检测结果差异小于5%,该方法可用于实现高分辨率光学卫星传感器在轨像质评价。

关键词：遥感像质评价辐射状靶标调制传递函数分辨率