輻射定標

輻射定標是用戶需要計算地物的光譜反射率或光譜輻射亮度時，或者需要對不同時間、不同感測器獲取的圖像進行比較時，都必須將圖像的亮度灰度值轉換為絕對的輻射亮度，這個過程就是輻射定標。

基本介紹

• 中文名：輻射定標
• 外文名：Radiometric Calibration
• 包括：機上和星上定標
• 分類：四類
• 基本簡述：實驗室定標
• 實驗室定標：波長位置
• 光譜定標：波長和頻寬
• 輻射定標：感測器入瞳輻通量與DN值的關係

定標

實驗室定標

在遙感器發射之前對其進行的波長位置、輻射精度、空間定位等的定標，將儀器的輸出值轉換為輻射值。有的儀器內有內定定標系統。但是在儀器運行之後，還需要定期定標，以監測儀器性能的變化，相應調整定標參數。

光譜定標

其目的是確定遙感感測器每個波段的中心波長和頻寬，以及光譜回響函式

輻射定標

絕對定標：通過各種標準輻射源，在不同波譜段建立成像光譜儀入瞳處的光譜輻射亮度值與成像光譜儀輸出的數字量化值之間的定量關係

相對定標：確定場景中各像元之間、各探測器之間、各波譜之間以及不同時間測得的輻射量的相對值。

機上和星上定標

機上定標用來經常性的檢查飛行中的遙感器定標情況，一般採用內定標的方法，即輻射定標源、定標光學系統都在飛行器上，在大氣層外，太陽的輻照度可以認為是一個常數，因此也可以選擇太陽作為基準光源，通過太陽定標系統對星載成像光譜儀器進行絕對定標。

場地定標

（最難）

場地定標指的是遙感器處於正常運行條件下，選擇輻射定標場地，通過地面同步測量對遙感器的定標，場地定標可以實現全孔徑、全視場、全動態範圍的定標，並考慮到了大氣傳輸和環境的影響。該定標方法可以實現對遙感器運行狀態下與獲取地面圖像完全相同條件的絕對校正，可以提供遙感器整個壽命期間的定標，對遙感器進行真實性檢驗和對一些模型進行正確性檢驗。但是地面目標應是典型的均勻穩定目標，地面定標還必須同時測量和計算遙感器過頂時的大氣環境參量和地物反射率。

原理

在遙感器飛越輻射定標場地上空時，在定標場地選擇偌幹個像元區，測量成像光譜儀對應的地物的各波段光譜反射率和大氣光譜等參量，並利用大氣輻射傳輸模型等手段給出成像光譜儀入瞳處各光譜帶的輻射亮度，最後確定它與成像光譜儀對應輸出的數字量化值的數量關係，求解定標係數，並估算定標不確定性。

交叉定標

交叉定標是輻射定標方法的一種，即當待標定的在軌衛星感測器與定標結果很好的在軌衛星感測器同時觀測同一目標時，用標定結果很好的在軌衛星感測器來標定待標定的衛星感測器。

技術流程

獲取空中、地面及大氣環境數據，計算大氣氣溶膠光學厚度，計算大氣中水和臭氧含量，分析和處理定標場地及訓練區地物光譜等數據，獲取定標場地數據時的幾何參量和時間，將獲取和計算的各種參數帶入大氣輻射傳輸模型，求取遙感器入瞳時的輻射亮度，計算定標係數，進行誤差分析，討論誤差原因。

方法

1.反射率法：在衛星過頂時同步測量地面目標反射率因子和大氣光學參量（如大氣光學厚度、大氣柱水汽含量等）然後利用大氣輻射傳輸模型計算出遙感器入瞳處輻射亮度值，具有較高的精度。

2.輻亮度法：採用經過嚴格光譜與輻射標定的輻射計，通過航空平台實現與衛星遙感器觀測幾何相似的同步測量，把機載輻射計測量的輻射度作為已知量，去標定飛行中遙感器的輻射量，從而實現衛星的標定，最後輻射校正係數的誤差以輻射計的定標誤差為主，僅僅需要對飛行高度以上的大氣進行校正，迴避了底層大氣的校正誤差，有利於提高精度。

3.輻照度法：又稱改進的反射率法，利用地面測量的向下漫射與總輻射度值來確定衛星遙感器高度的表觀反射率，進而確定出遙感器入瞳處輻射亮度。這種方法是使用解析近似方法來計算反射率，從而可大大縮減計算時間和計算複雜性。