狹義的輻射校正是指將原始圖像的DN值轉(zhuǎn)化為有物理量綱的觀測目標大氣上界的輻射亮度值或者表觀反射率；廣義的除了狹義的步驟外還包括去除大氣影響，也就是說還包括大氣校正的過程，最終需要計算出地表目標真實的反射亮度或者是反射率。
大氣校正就是將輻射亮度或者表觀反射率轉(zhuǎn)換為地表反射率，目的是消除大氣散射、吸收、反射引起的誤差，是輻射校正的一個方面。

狹義的輻射校正：

輸入：像元DN值、輻射校正參數(shù)
輸出：像元星上輻照度、表觀反射率
一、由像元DN值到輻照度
利用影像頭文件中的記錄的輻射校正參數(shù)可方便地計算出地物在大氣頂部的星上輻照度，式中DN是原始影像象元灰度值；gain和bias是傳感器對應(yīng)的增益和偏差值，可從頭文件中獲取，計算公式如下：

二、由輻照度到表觀反射率

式中，
ρ* 是地物大氣層頂表觀反射率；
d是日地天文單位距離，一般取值1；
E0太陽輻照度，每個波段對應(yīng)不同的E0；
θ是太陽天頂角，每景影像獲取時的太陽天頂角也可在頭文件中找到。

廣義的輻射校正：

除了以上兩個步驟之外，還有以下操作：
輸入值：像元的氣溶膠光學(xué)厚度AOD，像元星上輻照度值L*、查找表LUT
輸出值：像元地表反射率
原理
假設(shè)地面為朗伯面，則在傳感器處接受到的單像元光譜輻射亮度可以表示為：

式中，
L* 為在傳感器處接收到的單個像元的輻射亮度；
ρ為像元地表反射率；
S為大氣球面反照率；
La* 為大氣程輻射進入傳感器的輻射亮度；
Fd為從太陽到地面的下行輻射；
T為從地面到傳感器的上行輻射。
求地表反射率，需要對上式進行變形：（下面這兩個公式要表達的意思一樣）

進一步理解
對遙感影像進行大氣糾正，由輻射亮度L* 反推出地表反射率ρ一般分兩步：
第一步是獲取相應(yīng)的大氣參數(shù)即La*、Fd、T、S。
（Fd和T一直是乘積的形式組合在一起，因此可以視為一個參數(shù)，記為F）；
第二步是根據(jù)上述經(jīng)驗公式反推出地表反射率ρ。
注意：
第一步中，確定氣溶膠光學(xué)厚度值后，就可以確定這三個大氣參數(shù)了（La*、F、S）。如果直接通過求解輻射傳輸方程來獲取這幾個值非常困難，因為需要對一個沒有解析解的方程進行微積分運算 。在實際計算中 ，一般采取單點迭代算法或高斯-塞德兒算法 ，但這種計算非常耗時，而且不適合在大范圍的研究(如遙感影像的大氣糾正)中應(yīng)用 ；另外一個方法是簡化輻射傳輸方程求近似解 ，如二流近似算法(two-stream)和四流近似算法(four-stream)，求近似解的方法一般效率較高，但精度有限；目前比較有效的方法被稱為查找表法、在進行大氣糾正之前利用輻射傳輸方程如6S模型或 Modtran模型等建立好一套查找表，在對影像進行大氣糾正過程中，調(diào)用這些表進行插值運算求得參數(shù) La * 、F、S的值。 具體的算法流程可以參考：趙春江等, 基于6S模型的遙感影像逐像元大氣糾正算法. 光學(xué)技術(shù), 2007. 33(1): 第11-15頁.

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的辐射校正：像元DN值—辐照度—表观反射率—地表反射率的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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