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敦煌辐射校正场双向反射分布函数模型构建及应用分析

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激光与光电子学进展 2022年第16期59卷 438-447页

作者：豆新格潘军高海亮王凯司孙晗姜鹏吉林大学地球探测科学与技术学院吉林长春130012 中国科学院空天信息创新研究院北京100094

敦煌校正场是我国最重要的辐射校正场,地面目标的方向反射特性是影响场地定标精度的重要参数。对于在什么情况下需要校正地表反射率及采用哪种双向反射分布函数(BRDF)进行校正,尚无明确的研究。由于中等分辨率成像光谱仪(MODIS)精度较高... 详细信息

敦煌校正场是我国最重要的辐射校正场,地面目标的方向反射特性是影响场地定标精度的重要参数。对于在什么情况下需要校正地表反射率及采用哪种双向反射分布函数(BRDF)进行校正,尚无明确的研究。由于中等分辨率成像光谱仪(MODIS)精度较高,对MODIS影像进行了分析。首先利用2020年9月敦煌场地6组不同测量时刻下的无人机多角度观测数据,分别以6种不同核函数组合方式建立36个不同的BRDF模型,针对不同观测角度下的MODIS影像,分别计算BRDF校正前和BRDF校正后的表观反射率;而后与卫星实测表观反射率进行相对偏差的比较。实验结果表明,以28°的观测角度为界,当观测角度大于28°时相对偏差较大,且BRDF校正对结果的影响较大;在所建立的BRDF模型中,采用接近卫星过境时刻测量的多角度观测数据所建立的BRDF模型校正效果更好;且基于Rossthick-Lidense、RossThick-LiSparseR和Rossthin-LisparseR这三种核函数组合方式的BRDF模型所计算的表观反射率与卫星观测值的相对偏差都比较小。

关键词：遥感双向反射分布函数模型反射率基法敦煌辐射校正场表观反射率

敦煌辐射校正场典型气溶胶垂直廓线的激光雷达观测

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大气与环境光学学报 2015年第4期10卷 323-332页

作者：陈林王珍珠胡秀清刘东伯广宇张鹏国家卫星气象中心北京100081 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室安徽合肥230031

激光雷达可以获取气溶胶的三维信息。在2010年中国辐射校正场（Chinese Radiometric Calibration Site,CRCS2010）试验中,利用一部米散射激光雷达获取了敦煌辐射校正场区域15天的观测数据,利用经典的Fernald反演方法得到了这一区域的大... 详细信息

激光雷达可以获取气溶胶的三维信息。在2010年中国辐射校正场（Chinese Radiometric Calibration Site,CRCS2010）试验中,利用一部米散射激光雷达获取了敦煌辐射校正场区域15天的观测数据,利用经典的Fernald反演方法得到了这一区域的大气气溶胶消光系数垂直廓线并分析了其对辐射定标的影响。观测结果表明敦煌地区在从近地面到2~4 km处存在着一层气溶胶浓度高值层。用于辐亮度辐射定标的飞机飞行高度需要大于此高度,以避开气溶胶高浓度层的影响。并利用MODTRAN（MODerate resolution atmospheric TRANsmission）辐射模式中的气溶胶廓线与实测气溶胶廓线分别进行辐射模拟,对于FY3/MERSI各可见-近红外通道都有不同程度的差异,其中蓝通道（〈500 nm）有4%~5%的辐射差异。

关键词：激光雷达敦煌辐射校正场气溶胶垂直廓线辐射定标

敦煌场地像元尺度地表反射率采样方法及准确度研究

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激光与光电子学进展 2022年第10期59卷 466-478页

作者：孙晗潘军高海亮姜鹏豆新格王凯司陈林刘李韩启金吉林大学地球探测科学与技术学院吉林长春130012 中国科学院空天信息创新研究院北京100094 中国气象局国家卫星气象中心北京100081 中国资源卫星应用中心北京100094

敦煌国家辐射校正场每年都开展大量实验,为国内外对地观测卫星提供定标服务,但多年来敦煌场进行像元尺度地表反射率获取工作时,有关地面光谱采样方案准确度的研究较少。为定量评估不同地面采样方法的准确度,确定不同像元尺度地表反射率... 详细信息

敦煌国家辐射校正场每年都开展大量实验,为国内外对地观测卫星提供定标服务,但多年来敦煌场进行像元尺度地表反射率获取工作时,有关地面光谱采样方案准确度的研究较少。为定量评估不同地面采样方法的准确度,确定不同像元尺度地表反射率获取时采样点的最佳位置,实现敦煌场高精度高效率业务化测量,利用敦煌高分辨率无人机数据与GF-1卫星2 m全色数据对不同像元尺度地表反射率采样方法准确度进行定量分析。研究结果表明:获取陆地卫星像元尺度地表反射率,建议在敦煌150 m国家场的位置用5点系统采样方案初步标定2 m样方位置,并用光谱仪在各2 m样方内用5点系统采样法进行测量;对于气象卫星像元尺度,建议在新选3 km场地用5点模拟退火采样方案确定2 m样方位置,并用光谱仪在各2 m样方内用5点系统采样法进行测量。

关键词：遥感敦煌辐射校正场像元尺度地表反射率采样方法采样准确度

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多波段偏振成像仪的实验室定标研究

大气与环境光学学报 2019年第4期14卷 303-312页

作者：丁满超翟文超张权庞伟伟李新郑小兵中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥230026 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

介绍一种多波段偏振成像仪的集成设计及实验室偏振定标方案。通过可调偏振度光源验证仪器偏振定标精度,在10°视场内,当光源偏振度低于0.6时,仪器490 nm通道偏振度测量相对误差优于1.6%,670nm通道偏振度测量相对误差优于1.7%。设计了多... 详细信息

介绍一种多波段偏振成像仪的集成设计及实验室偏振定标方案。通过可调偏振度光源验证仪器偏振定标精度,在10°视场内,当光源偏振度低于0.6时,仪器490 nm通道偏振度测量相对误差优于1.6%,670nm通道偏振度测量相对误差优于1.7%。设计了多波段偏振成像仪的系统软件,详细介绍了各个功能模块及自动化观测算法,通过敦煌辐射校正场外场试验,验证了仪器野外运行的稳定性以及系统软件设计的合理性与实用性.

关键词：偏振成像仪偏振定标敦煌辐射校正场像元配准

基于VIIRS传感器的场地反射率测量精度的验证

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红外 2016年第9期37卷 37-41页

作者：董毅何明元吕佳彦文韬解放军理工大学气象海洋学院江苏南京211101

反射率基法是目前最常用、最有效的可见光近红外通道在轨辐射定标方法。在该方法中,准确的场地反射率测量是得到高精度定标结果的重要前提之一。利用双光谱仪法进行了野外地物反射率时间序列测量,避免了用传统测量方法可能出现的辐射条... 详细信息

反射率基法是目前最常用、最有效的可见光近红外通道在轨辐射定标方法。在该方法中,准确的场地反射率测量是得到高精度定标结果的重要前提之一。利用双光谱仪法进行了野外地物反射率时间序列测量,避免了用传统测量方法可能出现的辐射条件不一致问题。用中心区和高反区场地反射率测量值对VIIRS传感器的表观反射率进行了模拟,并将VIIRS可见光近红外9个通道（I1、I2、M1~M7）的卫星观测表观反射率值与6S辐射传输模型模拟值进行了对比。除M6通道外（水汽吸收）,相对偏差均在3%以内,验证了场地反射率测量的准确性。

关键词：双光谱仪法敦煌辐射校正场 ASD光谱仪 VIIRS

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基于野外地物光谱时间序列的反射率测量方法

红外 2016年第1期37卷 31-35页

作者：董毅何明元吕佳彦安丰增解放军理工大学气象海洋学院 94561部队

星载光学传感器在轨同步定标需要地面同步光谱测量作为数据支撑,准确的地物反射率是得到高精度定标结果的重要前提之一。传统的野外地面反射率测量采用单光谱仪法依次对目标及参考板进行测量。在辐射条件连续剧烈变化的情况下,传统测量... 详细信息

星载光学传感器在轨同步定标需要地面同步光谱测量作为数据支撑,准确的地物反射率是得到高精度定标结果的重要前提之一。传统的野外地面反射率测量采用单光谱仪法依次对目标及参考板进行测量。在辐射条件连续剧烈变化的情况下,传统测量方法无法保证目标及参考板辐射条件的一致性。利用双光谱仪法进行野外地物反射率时间序列测量,避免了传统方法测量中可能出现的辐射条件不一致问题。将测量结果与单光谱仪法比较,二者相关系数达到0.998,而且双光谱仪法反射率曲线更符合实际光谱,从而验证了该方法的可行性。

关键词： ASD光谱仪目标反射率敦煌辐射校正场光谱时间序列

我校在静止轨道卫星传感器在轨辐射定标方面取得重要进展

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许昌学院学报 2020年第5期39卷 F0003-F0003页

许昌学院韩杰博士课题组针对我国高分辨率对地观测系统中静止轨道卫星——高分四号(GF-4)卫星PMS传感器具备五个不同积分时间的成像特点,成功地将辐射区域网平差方法引入该传感器在轨辐射定标方法之中。该研究以敦煌辐射校正场为辐射传... 详细信息

许昌学院韩杰博士课题组针对我国高分辨率对地观测系统中静止轨道卫星——高分四号(GF-4)卫星PMS传感器具备五个不同积分时间的成像特点,成功地将辐射区域网平差方法引入该传感器在轨辐射定标方法之中。该研究以敦煌辐射校正场为辐射传递平台,以MODIS和Landsat8/OLI传感器为辐射参考,阐明了辐射控制点和辐射连接点的提取方法以及辐射区域网平差模型构建过程,探讨了辐射控制点分布、双向反射分布函数、光谱匹配因子、辐射连接点筛选等因素对定标结果的影响,分析了几何配准、光谱匹配因子、双向反射分布函数等因素对辐射定标结果的不确定度影响。

关键词：双向反射分布函数静止轨道卫星区域网平差辐射传递几何配准敦煌辐射校正场积分时间成像特点