地面反射率反演方法及城市地面反射率的時(shí)空變化規(guī)律研究.pdf

1、地面反射率是地物固有的物理和化學(xué)特征指標(biāo)，是描述遙感信息的基本數(shù)據(jù)，是遙感定量化應(yīng)用的一個(gè)重要參數(shù)，是構(gòu)建遙感模型不可缺少的基本參量。隨著定量遙感技術(shù)迅速發(fā)展，特別是利用遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行土地利用和土地覆蓋變化監(jiān)測(cè)、全球資源環(huán)境分析、氣候變化檢測(cè)等的需要，遙感圖像地面反射率研究越來(lái)越受到重視，并已成為當(dāng)前遙感領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。 在衛(wèi)星遙感對(duì)地探測(cè)中，可見(jiàn)光和近紅外波段電磁輻射在太陽(yáng)-地表-傳感器之間傳輸?shù)倪^(guò)程中受到大氣分子、水汽、

2、氣溶膠和云粒子等大氣成分的吸收與散射的干擾與影響，導(dǎo)致傳感器接收到的地物光譜失真，降低了遙感圖像的清晰度，記錄的反射率與地物的實(shí)際反射率不一致?；谶b感圖像反射率反演模型恢復(fù)反映地物真實(shí)信息的地表反射率，從而剔除大氣干擾、提高圖像質(zhì)量，這對(duì)于正確利用遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析、信息提取以及遙感應(yīng)用十分關(guān)鍵。 本文對(duì)現(xiàn)有地面反射率反演方法作了對(duì)比分析，并著重探討了MODIS地面反射率反演方法，通過(guò)將MODIS反演反射率與地面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比

3、發(fā)現(xiàn)，MODIS反演反射率在第一、第二波段仍然存在一定誤差，且平均誤差分別為10.76％、10.51％。為了提高M(jìn)ODIS地面反射率精度，本文以上海市崇明島地區(qū)為例，以MODIS250m分辨率圖像為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，研究探討了三種MODIS地面反射率優(yōu)化方法，并根據(jù)崇明東灘實(shí)地采集的地物光譜數(shù)據(jù)對(duì)優(yōu)化反射率作了精度評(píng)價(jià)。 (1)基于實(shí)測(cè)反射率的MODIS地面反射率優(yōu)化。建立了基于實(shí)測(cè)反射率數(shù)據(jù)的MODIS平均等效反射率計(jì)算模型，選取崇明

4、島東灘11個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行MODIS平均等效反射率計(jì)算。通過(guò)對(duì)MODIS平均等效反射率與MODIS反演反射率的統(tǒng)計(jì)分析，建立了二者之間的定量關(guān)系模型，利用該模型對(duì)MODIS地面反射率作了優(yōu)化，實(shí)驗(yàn)證明，該方法能有效提高M(jìn)ODIS地面反射率精度，使得到反射率的平均誤差控制在10％以內(nèi)。該方法的缺點(diǎn)是需要大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，在地面條件復(fù)雜的地區(qū)運(yùn)用該方法存在局限性。 (2)基于圖像清晰度和多時(shí)相遙感圖像的MODIS地面反射率優(yōu)化。在假設(shè)地面物

5、體的反射率在某個(gè)較短的時(shí)間范圍內(nèi)變化量很小可以忽略不計(jì)的前提下，利用MODIS成像周期短的特點(diǎn)，分別利用遙感圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)因素——清晰度以及多時(shí)相遙感圖像特征，提出了兩種MODIS地面反射率優(yōu)化方法，并利用實(shí)測(cè)平均等效反射率對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行精度評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，基于圖像清晰度的MODIS地面反射率優(yōu)化方法能將MODIS第一、第二波段平均誤差減小到10.47％和10.28％，而基于多時(shí)相圖像的MODIS地面反射率優(yōu)化方法能將MODIS第一、第二