[发明专利]一种高分一号多光谱影像大气校正方法

说明书

本发明公开了一种高分一号多光谱影像大气校正方法，所述的高分一号多光谱影像大气校正基于6S辐射传输模型，主要包括辐射定标、表观反射率、6S参数设置及6S大气校正。本发明的优点在于：本发明申请技术方案能够较好地去除气溶胶散射和大气分子散射的影响，较好地还原水体、水泥地、植被和裸地等典型地物的光谱反射曲线，增加了地表的NDVI值，校正后的NDVI更有利于地物的识别，与FLAASH校正结果保持良好的一致性，基于6S辐射传输模型，校正过程自动化，效率高，在城区和山区影像大气校正中具有一定的普适性。

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体是指一种高分一号多光谱影像大气校正方法。

背景技术

GF-1卫星是中国高分辨率对地观测系统的第一颗卫星，于2013年4月26日在酒泉卫星发射中心发射，具有空间分辨率高、重访周期短、覆盖宽等特点。GF-1卫星搭载有两台多光谱相机，多光谱空间分辨率为8m，有蓝、绿、红和近红外4个波段，具有重访周期为4天的重访能力，为我国国土、农业、环保等部门提供高效、连续、稳定的空间观测服务，在自然灾害评估、生态环境监测、城市和交通管理等领域发挥重要作用。

遥感成像时，大气对遥感器入瞳信号的贡献可超过80％,使其获取的遥感信号不能反应地物的真实信息。因此，为了获取地物真实的反射率数据，需要对遥感影像进行大气校正，消除大气分子、气溶胶等大气组分造成的吸收和瑞利散射影像。目前，大气校正的方法主要有基于图像本身的暗像元法、基于地面的线性经验模型法、基于大气同步校正仪的大气校正和基于辐射传输模型法等4种方法。基于图像本身的暗像元法要求影像具有反演大气参数的短波红外波段；基于地面的线性经验模型法需要知道地物真实的光谱信息，这两种方法在缺少辅助数据情况下，难以开展GF-1影像的大气校正。基于大气同步校正仪的大气校正要求卫星上搭载同步的大气校正；而我国GF-1卫星缺少大气校正仪，因此基于大气同步校正仪的大气校正方法也不适应GF-1影像大气校正。基于辐射传输模型的大气校正法属于物理模型方法，使用模型提供的模拟大气参数就可以进行GF-1影像的大气校正。

针对辅助数据不足和GF-1卫星缺少反演大气参数的短波红外波段以及无法使用基于大气同步校正仪GF-1的大气校正等问题，本发明申请基于6S辐射传输模型，设计并实现了适合GF-1卫星数据大气校正算法与程序。

发明内容

本发明要解决的技术问题是以上所述的技术问题，提供一种校正效率高、结果准确的高分一号多光谱影像大气校正方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种高分一号多光谱影像大气校正方法，所述的高分一号多光谱影像大气校正基于6S辐射传输模型，主要包括辐射定标、表观反射率、6S参数设置及6S大气校正，所述的大气校正方法包括以下步骤：

S1：获取GF-1原始影像数据并对其进行绝对辐射定标，计算表观反射率；

S2：6S辐射传输模型参数设置：利用几何参数包括太阳天顶角和方位角、卫星天顶角和方位角、传感器高度、成像时间、GF-1头文件、DEM即全球0.01°空间分辨率的高程数据、2.5nm光谱重采样响应函数及大气参数包括大气模式、气溶胶类型配置6S输入文件；

S3：调用6S程序，得到GF-1多光谱影像数据各波段的大气校正系数x_a、x_b和x_c；

S4：利用6S辐射传输模型提供的公式(1)和(2)计算得到校正后地表反射率，

y＝x_a·L_λ-x_b (1)

所述的2.5nm光谱重采样函数由中国资源卫星应用中心提供的GF-1光谱响应函数重采样得到，所述的多光谱数据的波段设置如下表所示：