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高分辨率红外相机单窗与劈窗陆表温度反演精度分析研究

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红外与毫米波学报 2008年第5期27卷 346-353页

作者：朱利顾行发陈良富余涛王子峰中国科学院遥感应用研究所

针对高分辨率热红外传感器单通道和劈窗设置,全面分析了影响陆表温度反演的各种因素,探讨劈窗和单窗对温度反演总精度的影响.首先利用辐射传输模型MODTRAN4.0,结合大量的TIGR探空廓线数据,建立广义劈窗算法和普适性单窗算法.接着进行算... 详细信息

针对高分辨率热红外传感器单通道和劈窗设置,全面分析了影响陆表温度反演的各种因素,探讨劈窗和单窗对温度反演总精度的影响.首先利用辐射传输模型MODTRAN4.0,结合大量的TIGR探空廓线数据,建立广义劈窗算法和普适性单窗算法.接着进行算法拟合精度分析,以及地表比辐射率、等效噪声温度和水汽含量等不确定度对陆表温度反演精度的敏感性分析.最后得出不同比辐射率下,不同水汽含量下,劈窗和单窗算法地表反演总精度.研究表明单窗算法拟合精度低于劈窗算法,且随水汽含量增大而精度降低;水汽含量不确定度、地表比辐射率不确定及通道亮温NE△T对陆表温度反演总精度均有贡献,该贡献大小与水汽含量,比辐射率和地表温度均有关;影响单窗算法精度主要因素是算法拟合精度,影响劈窗算法精度主要因素是通道NE△T.在水汽含量较低时,单窗算法总精度与劈窗算法差不多,都在1K左右,水汽含量越大,单窗算法总精度越低,在2K左右,而劈窗算法总精度则变化不大.

关键词：红外遥感陆表温度反演精度辐射传输模拟反演敏感性分析

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基于场景模型的热红外遥感成像模拟方法

红外与毫米波学报 2007年第1期26卷 15-21页

作者：杨贵军柳钦火黄华国刘强顾行发中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室北京100101

为实现升空后运行的卫星的整体性能处于最佳状态,通常在卫星发射前,采用计算机仿真的方法对从地表到影像获取的整个遥感物理过程进行模拟.针对现有模拟方法不能全部采用辐射传输、成像等物理模型,实现大场景、复杂地表覆盖情况下的热红... 详细信息

为实现升空后运行的卫星的整体性能处于最佳状态,通常在卫星发射前,采用计算机仿真的方法对从地表到影像获取的整个遥感物理过程进行模拟.针对现有模拟方法不能全部采用辐射传输、成像等物理模型,实现大场景、复杂地表覆盖情况下的热红外遥感成像模拟,在基于场景模型的热红外遥感成像模拟基础上,将模拟系统分为地表场景模拟、大气作用模拟及传感器成像场景,重点对模拟各场景所涉及的物理模型和算法进行了综述和分析,并初步构建了大场景、复杂地表覆盖下模拟的技术框架,是对热红外遥感成像模拟的一种全新而有益的尝试,对相关研究工作也有一定参考价值.

关键词：热红外遥感场景模型成像模拟辐射传输

基于改进型反射率基法的资源三号卫星多光谱相机在轨辐射定标研究

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光谱学与光谱分析 2015年第3期35卷 856-861页

作者：韩杰谢勇顾行发余涛刘其悦高荣俊中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室北京100105 中国科学院大学北京100049 国家航天局航天遥感论证中心北京100105

针对资源三号卫星(ZY-3)多光谱影像特点,提出了一种改进型反射率基法,实现相机在轨辐射定标。该方法以ZY-3 Levl 1A级影像为数据源,建立严格的几何模型获取定标点处准确的观测几何参数,降低因影像重采样和成像几何产生的误差对辐射定标... 详细信息

针对资源三号卫星(ZY-3)多光谱影像特点,提出了一种改进型反射率基法,实现相机在轨辐射定标。该方法以ZY-3 Levl 1A级影像为数据源,建立严格的几何模型获取定标点处准确的观测几何参数,降低因影像重采样和成像几何产生的误差对辐射定标精度的影响。基于山东东营遥感综合实验,利用两点法和多点法获取ZY-3多光谱相机在轨辐射定标系数。与官方定标系数相比,多点法的定标精度高于两点法定标精度。通过分析各定标点与拟合直线间的离散程度后发现,水体定标点的残差较大,其中绿波段残差值约为67.39%。以置信度95.4%为标准,可将水体定标点判识为误差点。在剔除水体后,采用多点法获得的定标系数除近红外波段相对差异优于5%以外,其他波段相对差异均优于2%。该结果表明该改进型反射率基法能够获得精度可靠的绝对定标系数,可以为其他类似卫星在轨辐射定标提供参考依据。

关键词： ZY-3 卫星多光谱相机靶标辐射定标

地基CE312热红外辐射计定标方法分析与评价

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光谱学与光谱分析 2012年第2期32卷 343-348页

作者：刘李顾行发余涛李小英陈兴峰高海亮李家国遥感科学国家重点实验室中国科学院遥感应用研究所北京100101 中国科学院研究生院北京100049 国家航天局航天遥感论证中心北京100101

地基CE312热红外辐射计用于星载传感器的定标,其定标精度直接影响热红外传感器的场地定标精度。文章论述CE312-1b带宽辐亮度定标法和分谱辐亮度定标法的定标原理,利用实验室黑体对CE312-1b热红外辐射计进行定标,最后利用2010年8月青海... 详细信息

地基CE312热红外辐射计用于星载传感器的定标,其定标精度直接影响热红外传感器的场地定标精度。文章论述CE312-1b带宽辐亮度定标法和分谱辐亮度定标法的定标原理,利用实验室黑体对CE312-1b热红外辐射计进行定标,最后利用2010年8月青海湖的野外实测数据结合MODIS观测值,分析对比两种定标方法所得定标结果的准确性及误差来源。结果表明,带宽辐亮度定标法得到的CE312热红外辐射计定标系数相对分谱辐亮度定标法所得结果在准确性、适用性方面表现更好。

关键词：热红外辐射计定标青海湖 MODIS

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黄海浒苔灾害遥感立体监测

光谱学与光谱分析 2011年第6期31卷 1627-1632页

作者：顾行发陈兴峰尹球李正强许华邵芸李紫薇中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室北京100101 中国科学院研究生院北京100049 国家航天局航天遥感论证中心北京100101 国家环境保护卫星遥感重点实验室北京100101

2008年夏天,浒苔在黄海、东海海域第一次大规模爆发,成为自然灾害,严重威胁了第29届青岛奥帆赛的正常举办。利用卫星、航空、船舶等不同平台的遥感方式对浒苔灾害进行实时、连续、动态的立体监测。首先介绍了立体监测系统的构成;然后在... 详细信息

2008年夏天,浒苔在黄海、东海海域第一次大规模爆发,成为自然灾害,严重威胁了第29届青岛奥帆赛的正常举办。利用卫星、航空、船舶等不同平台的遥感方式对浒苔灾害进行实时、连续、动态的立体监测。首先介绍了立体监测系统的构成;然后在通过对浒苔、海水灾害现场光谱测量的基础上分析浒苔光谱特征,并结合多平台、多传感器、多光谱遥感数据的特点,建立了浒苔信息提取模型;最后对不同平台的遥感监测结果进行了比对,结合时间序列数据,分析了浒苔灾害演变趋势;通过第29届奥帆赛区及周边海域应急监测的应用,证明该立体监测系统方案的可行性。

关键词：浒苔海洋灾害立体监测应急遥感太阳耀光

真实海洋表面的太阳耀光偏振辐射特性仿真与分析

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光谱学与光谱分析 2011年第6期31卷 1648-1653页

作者：陈兴峰顾行发程天海李正强余涛谢东海遥感科学国家重点实验室中国科学院遥感应用研究所北京100101 中国科学院研究生院北京100049 国家航天局航天遥感论证中心北京100101 国家环境保护卫星遥感重点实验室北京100101

由于镜面反射的原因,海洋表面呈现反射强烈的太阳耀光。水体本身属于低反射率的暗目标,太阳耀光成为水体航空航天遥感图像中的噪声;太阳耀光具有强偏振的特点,经过计算可以作为评价在轨传感器偏振指标的替代定标标准光源;也可以用来计... 详细信息

由于镜面反射的原因,海洋表面呈现反射强烈的太阳耀光。水体本身属于低反射率的暗目标,太阳耀光成为水体航空航天遥感图像中的噪声;太阳耀光具有强偏振的特点,经过计算可以作为评价在轨传感器偏振指标的替代定标标准光源;也可以用来计算气体成分或者反演气溶胶参数。无论是去除噪声还是获取标准光源,都需要精确计算其辐射特性物理参数。文章首先采用Cox&Munk模型建立真实海洋表面的三维场景,根据考虑偏振的菲涅尔反射定律,推导了太阳耀光偏振辐射模型,并分析了天顶角、太阳-观测相对方位角、风速、风向等参数对反射率及偏振度的影响规律。通过太阳耀光偏振辐射特性分析为偏振定量遥感中计算太阳耀光相关参数提供了理论基础。

关键词：太阳耀光偏振遥感海洋表面线偏振度

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氧气吸收通道的高光谱传感器在轨光谱定标

光子学报 2014年第10期43卷 58-65页

作者：高海亮顾行发(指导) 余涛谢勇孙源郑逢杰中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室北京100101

通过对760nm氧气吸收特征的分析,构建波段半高宽分别为15、10、5和2.5nm的高光谱传感器模型,提出了四种光谱匹配类型和六种光谱匹配算法.基于MODTRAN辐射传输模型模拟出包含光谱偏移信息的测量光谱与参考光谱,计算出不同匹配类型和匹配... 详细信息

通过对760nm氧气吸收特征的分析,构建波段半高宽分别为15、10、5和2.5nm的高光谱传感器模型,提出了四种光谱匹配类型和六种光谱匹配算法.基于MODTRAN辐射传输模型模拟出包含光谱偏移信息的测量光谱与参考光谱,计算出不同匹配类型和匹配算法的在轨光谱定标精度.结果表明,采用测量表观辐亮度和参考表观辐亮度作为光谱匹配类型,以相关系数作为光谱匹配算法的光谱定标精度最高.

关键词：光谱定标氧气吸收光谱匹配高光谱遥感光谱偏移

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中红外大气辐射传输解析模型及遥感成像模拟

光谱学与光谱分析 2009年第3期29卷 629-634页

作者：杨贵军柳钦火刘强肖青顾行发黄文江国家农业信息化工程技术研究中心北京市农林科学院北京100097 遥感科学国家重点实验室中国科学院遥感应用研究所北京100101

为了建立完整的星载高分辨率中红外成像模拟系统,并为航天器载荷设计等相关工作提供有力参考,需要对大气辐射传输这一环节进行重点考虑,设计出切实可行,精度较高的大气辐射传输数值成像模拟方法。针对中红外大气辐射传输具有大气散射和... 详细信息

为了建立完整的星载高分辨率中红外成像模拟系统,并为航天器载荷设计等相关工作提供有力参考,需要对大气辐射传输这一环节进行重点考虑,设计出切实可行,精度较高的大气辐射传输数值成像模拟方法。针对中红外大气辐射传输具有大气散射和自身发射的特性,将整个大气辐射传输过程进行了合理分解,并利用MODTRAN4对各辐射分量进行求解,以查找表方式实现了大气辐射传输成像模拟。此外,针对大气散射导致的邻近效应进行了分析,将原有PSF模型扩展至中红外波段,并与大气辐射传输解析模型相互耦合共同完成模拟成像。最后对模型进行了初步验证和成像模拟,结果表明:模型具有较好的模拟精度,通过给定观测几何和大气条件,并根据地表输入的温度和发射率等,实现逐像元的大气辐射传输计算。

关键词：中红外成像模拟大气辐射传输解析模型邻近效应

结合光谱相似性与相位—致模型的高分辨率遥感图像分割方法

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红外与毫米波学报 2013年第1期32卷 73-79页

作者：王珂顾行发余涛林金堂吴桂平李小江中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室北京100101 闽江学院地理科学系福建福州350108 中国科学院南京地理与湖泊研究所江苏南京210008

提出一种结合高分辨率遥感图像的光谱相似性与相位一致边缘检测模型的分水岭分割方法.分水岭分割算法的性能依赖于图像边缘梯度图.利用同类地物的光谱相似性特点,可有效抑制相位一致模型边缘检测中产生的伪边缘和噪声信息,从而获得更好... 详细信息

提出一种结合高分辨率遥感图像的光谱相似性与相位一致边缘检测模型的分水岭分割方法.分水岭分割算法的性能依赖于图像边缘梯度图.利用同类地物的光谱相似性特点,可有效抑制相位一致模型边缘检测中产生的伪边缘和噪声信息,从而获得更好的遥感图像分割结果.首先基于目标像元与其邻域像元之间的光谱曲线距离之和定义光谱相似性模型,结合相位一致模型获得边缘响应强度;然后利用自动标记分水岭变换方法实现高分辨率遥感图像分割.基于此方法和其它方法进行了分割实验,并利用基于多光谱信息熵方法对分割结果进行了非监督评价和比较,同时对比分析了计算耗时.结果表明此方法可有效抑制遥感图像过分割现象,并取得较好的分割结果.

关键词：光谱相似性相位一致高分辨率遥感图像图像分割边缘检测