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国土资源遥感  2017, Vol. 29 Issue (3): 98-103    DOI: 10.6046/gtzyyg.2017.03.14
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中红外大气强吸收通道的地表辐亮度图像模拟
刘瑶1, 张文娟2, 张兵2, 甘甫平1
1.中国国土资源航空物探遥感中心,北京 100083;
2.中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室,北京 100094
Radiance image simulation at the bottom of atmosphere in mid-infrared absorption bands
LIU Yao1, ZHANG Wenjuan2, ZHANG Bing2, GAN Fuping1
1. China Aero Geophysical Survey and Remote Sensing Center for Land and Resources, Beijing 100083, China;
2. Key Laboratory of Digital Earth Science, Institute of Remote Sensing and Digital Earth, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100094, China
全文: PDF(6639 KB)   HTML  
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 针对SPIRIT-Ⅲ遥感器的2个4.3 μm强吸收通道,以邻近4.3 μm的MODIS第23通道图像为数据源,进行地表辐亮度图像模拟。首先,通过建立通道转换模型生成强吸收通道的地表发射率图像; 然后,基于已有的中红外辐射传输解析模型,推导获得4.3 μm吸收通道的地表辐亮度解析模型,基于地表的解析模型和辐射传输模型MODTRAN的模拟数据,提出吸收通道的大气效应参数计算方法; 最后,基于地表辐亮度解析模型,综合发射率和温度图像、大气效应参数、以及通道响应函数实现2个吸收通道的地表辐亮度图像模拟。对模拟数据进行精度评价,结果表明地表发射率模拟误差不超过±6%,地表辐亮度模拟误差不超过±0.02%。由此可见,本文提出的4.3 μm强吸收通道的地表辐亮度图像模拟方法可行,能够为该吸收通道的入瞳辐亮度图像和遥感器成像过程模拟提供地表辐射数据支撑。
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关键词 国产环境卫星(HJ-1B)露天煤矿区干边模型地表温度(LST)土壤湿度温度植被干旱指数(TVDI)    
Abstract:This method was illustrated by applying it to simulating bottom-of-atmosphere(BOA) radiance for two 4.3 μm absorption bands of the SPIRIT-Ⅲ sensor by using MODIS data of band 23, which is close to 4.3 μm. First, surface emissivity images in these two 4.3 μm absorption bands were simulated using band translation models. Second, analytic model of BOA radiance was deduced based on an existing analytic model in mid-infrared bands, and then it was combined with simulations from radiative transfer model MODTRAN to calculate parameters of the atmospheric effects for these 4.3 μm absorption bands. Finally, based on the proposed analytic model, BOA radiance in SPIRIT-Ⅲ’s two absorption bands can be generated from surface emissivity, temperature, atmospheric effect parameters and SPIRIT-Ⅲ’s spectral response functions. Accuracy assessment on the simulation results shows that this method can produce surface emissivity and BOA radiance with errors less than 6% and 0.02%, respectively. Therefore, the method proposed in this paper can effectively and precisely simulate BOA radiance for the 4.3 μm absorption bands, and provide radiance datasets for the at-sensor radiance simulation and sensor imaging simulation.
Key wordsChina HJ-1B satellite    open-cast coal mine region    dry-edge model    land surface temperature(LST)    soil moisture    temperature vegetation dryness index(TVDI)
收稿日期: 2015-07-24      出版日期: 2017-08-15
基金资助:国家自然科学基金“高光谱遥感智能观测机理与信息处理模型研究”(编号: 41325004)、国家自然科学基金“高光谱遥感在轨替代定标模型与方法研究”(编号: 41271370)、国家科技重大专项“高分辨率对地观测系统”(编号: 30-Y20A06-9003-15/16)和中国地质调查局地质调查项目“全国矿产资源开发环境遥感监测(编号: 12120120300016009)共同资助
通讯作者: 张文娟(1983-),女,博士,高级工程师,主要从事地表辐射传输建模和卫星图像模拟等研究。Email:zhangwj@radi.ac.cn
作者简介: 刘 瑶(1988-),女,博士,工程师,主要从事遥感图像仿真模拟研究。Email:yao.liu_agrs@foxmail.com。
引用本文:   
刘瑶, 张文娟, 张兵, 甘甫平. 中红外大气强吸收通道的地表辐亮度图像模拟[J]. 国土资源遥感, 2017, 29(3): 98-103.
LIU Yao, ZHANG Wenjuan, ZHANG Bing, GAN Fuping. Radiance image simulation at the bottom of atmosphere in mid-infrared absorption bands. REMOTE SENSING FOR LAND & RESOURCES, 2017, 29(3): 98-103.
链接本文:  
https://www.gtzyyg.com/CN/10.6046/gtzyyg.2017.03.14      或      https://www.gtzyyg.com/CN/Y2017/V29/I3/98
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