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◇高教论述◇2011年第27期

基于6S模型CBERS影像的大气校正研究

井研张辽辽
（郑州大学水利与环境学院河南郑州450001）

【摘要】本文介绍了选择6S模型构建查找表对CBERS02B卫星CCD的1、3、4波段数据进行大气纠正的方法。具体来说，实现辐射定标
得到大气表观反射率；利用6S模型进行辐射传输运算，构建查找表；线性插值得到三个波段不同AOD的大气参数；选取暗像元，利用线性关
系，获得大气纠正参数，生成地表真实反射率影像，实现CBERS影像的大气纠正。结果表明,该方法能精确实现对CBERS影像数据大气校正。
【关键词】CBERS影像；大气校正；6S模型；查找表；暗像元法

前言
0.Lλ=Gain*DN+Bias(5)
随着遥感技术的不断发展，人们对遥感信息的质量要求也提出新式中DN为原始影像的像元灰度值，无量纲，取值范围为0～255；
的需求。从以前定性的目视解译和自动的计算机解译等方法逐渐向着Gain和Bias分别为增益和偏移值。
遥感信息定量化的方向发展。定量遥感应用的基础是遥感地表应用参2.2大气表观反射率的计算
数定量反演[1]。但是，到目前为止，纵观国内外的研究现状，遥感图像的地物在大气顶部光谱反射率计算公式如下[7]：
大气校正仍然是遥感图像处理过程中最复杂，也是最薄弱的环节之2
π·Lλ·d
一。常用的大气纠正方法有黑暗像元法、直方图匹配法、辐射传输模型ρTOA=(6)
Eλ·cos(θs）
法等方法。在当前诸多的大气校正模型中，辐射传输模型依然是比较
式中π为常数；L是表观辐射亮度；d为日地天文单位距离；E为
可靠而常用的方法。λλ
大气层顶的平均太阳光谱幅照度；θ为太阳天顶角。
本研究将阐述大气校正的原理及辐射传输模型方法之一(6S)的大s
本研究选取波段运用的模块进行波
气校正的计算过程，在此基础上通过实验研究，提高了影像质量，从而1、3、4，ENVI4.7BandMath
段运算以实现图像值辐射亮度值大气表观反射率的转换
满足应用的需求。，DN→→。
角度信息的计算
1.原理与基本算法分析2.3
像元的角度信息包括太阳天顶角方位角和卫星天顶角方位角
1.1大气校正的原理及算法、、。
已知太阳高度角与太阳天顶角互余由头文件中的太阳高度角可
在地表为均一朗伯面、大气水平均匀的假设条件下，大气顶部反，
计算得到太阳天顶角
射率计算公式如下[2]:。
卫星天顶角及相对方位角均设为0°，原因是CBERS-02BCCD传
T(μs)T(μv)ρs（μs，μv，准）
[5]
ρTop（μs，μv，准）=ρ0（μs，μv，准）+(1)感器观测天顶角与视场角较小，可看作垂直观测。
[1-ρs（μs，μv，准）]S
2.4查找表的构建
式中ρ为大气顶部反射率；ρ为大气的路径辐射项等效反射率；
Top0利用6S辐射传输计算时，要设定不同的几何参数、气溶胶参数、
T(μ)为下行辐射总透过率，T(μ)为上行辐射总透过率；μ=cosθ，μ=
svssv波段、地表参数。
分别为太阳天顶角观测天顶角和方位角为地表反
cosθv；θs、θv、准、；ρs几何参数：太阳天顶角7个(0°,6°,12°,20°,24°,35.2°,48°)；观测天顶
射率；S为大气下界的半球反射率。角和相对方位角设为0°；气溶胶参数：大陆型气溶胶，0.55μm的光学
和总以乘积形式出现可看做一个参数考虑为了方厚度个波段传感器的波段地
T(μs)T(μv)，xc。6(0,0.25,0.5,1,1.5,1.96)；：CCD4、3、1；
便将另外两个参数分别记为表参数海拔为米地表类型为植被
，S、ρ0xa、xb。：113；。
暗像元的原理及算法将上述参数输入中产生组参数将
1.26S，7×1×1×6×3=126xa、xb、xc。
目前常用获取大气纠正参数方法是查找表法[3]，通过查找表获取结果存储在查找表文件中，完成查找表的构建。
气溶胶光学厚度和三个参数的对应关系气溶胶光学厚度的获取
xa、xb、xc。2.5(AOD)
具体说来，暗像元法原理为：(1)计算得到NDVI值，设定相应的阈值进行暗像元的选取。考虑
（1）对于植被密集地表(即暗像元)存在近红外通道反射率与0.47μm大气对NDVI的影响，暗像元的阈值设置为0.4[4]。
(蓝)、0.66μm（红）可见光通道反射率很好的线性相关。(2)查找表中选取AOD(@550nm)为0.25时不同太阳天顶角对应的
气溶胶的影响和比在可见光波段和大气参数通过线性插值得到波段对应的大气参数
（2）(2.1μm3.8μm)(0.47μmxa、xb、xc，，。
小倍可忽略不计
0.66μm)15-30，。(3)地表反射率acr计算，公式如下：
但是对于传感器来说由于没有相应的短波红
，CBERS-02BC