4.1 大氣校正前后反射率對比

在研究區內的HJ-1 A圖像上分別選取不同典型地物(草地、裸土和水體(達里諾爾湖))的訓練樣本100個, 統計訓練樣本的反射率平均值。圖1為草地、裸土和水體的表觀反射率、大氣校正后的地面反射率和野外實測反射率的對比圖。

由圖1(左)和圖1(中)可以看出, 草地和裸土的反射率曲線相似, 9月份時貢爾草原植被稀疏, 實測葉面積指數(LAI)值僅為0.3, 二者曲線差別不大。

圖1

Fig.1圖1 HJ-1 A星CCD圖像反射率對比(左: 草地、中: 裸土、右: 水體)Fig.1 HJ-1 A satellite CCD image reflectance comparison (left: grassland, middle: soil, right: water)

經過大氣校正的草地和裸土反射率在第1波段最低, 隨波段依次遞增, 第4波段最高; 而未經大氣校正的二者表觀反射率在第3波段最高, 第1、2波段次之, 第4波段最低。未經及已經大氣校正的草地和裸土表觀反射率與野外實測反射率相差很大, 反射率曲線的形態也相差較大。經過大氣校正的草地和裸土反射率與野外實測反射率曲線形態基本吻合, 第1~3波段吻合度很高, 其中裸土的平均誤差為7%, 草地的平均誤差為8%; 但第4波段差異較大, 平均誤差為35%; 這些誤差是因輻射定標系數、圖像噪聲及太陽輻照度變化等引起的。

由圖1(右)可以看出, 經過大氣校正的水體反射率在第3波段最高, 第2、4波段次之, 第1波段接近為零; 而未經過大氣校正的水體表觀反射率在第2波段最高, 第1、3波段減小, 第4波段銳減。未經及已經大氣校正的水體表觀反射率與實測反射率相差很大, 反射率曲線的形態也相差較大。經過大氣校正的水體反射率與水體實測反射率曲線形態基本吻合。但兩者對比結果相對于草地和裸土的對比結果來說差異相對較大, 這是因為水體的反射率很低, 實測數據難以獲取。

在1~3波段, 草地、裸土和水體3種地物的光譜反射率經大氣校正以后均有所降低, 其主要原因是受天空光的影響。大氣散射增強了地面的輻照和大氣層本身的“ 亮度” , 大氣校正后地物反射率還原為地面真實值, 去除了大氣散射引起的“ 亮度” 效果, 使得大氣校正后的反射率值降低。

在4波段, 草地和裸土經大氣校正后的地面反射率明顯升高。由于在近紅外波段不僅受天空光的影響, 還受水氣吸收的影響。大氣散射增強了“ 亮度” , 而水氣吸收則減小了“ 亮度” ; 但大氣散射作用較小, 而水氣吸收率大, 故表現為地面的輻照和大氣層本身的“ 亮度” 減弱。因此, 經大氣校正后, 地物反射率還原為地面真實值, 去除了“ 亮度” 減弱效果, 使大氣校正后的4波段即近紅外波段地面反射率大幅度上升。

綜上所述, 草地與裸土兩種地物在1~3波段, 經過大氣校正以后的地表反射率與野外同步實測反射率結果基本一致; 在4波段, 大氣校正后的數據比實測結果偏高, 存在一定的差異, 但總體趨勢一致。水體經過大氣校正的地表反射率與實測數據結果差異相對較大, 但反射率曲線形態基本吻合。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的大气顶层反射率无量纲_环境星CCD数据大气校正研究的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。