[发明专利]一种逐像元计算卫星遥感影像大气程辐射的物理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星遥感影像大气程辐射获取的方法，能够应用在农业、林业、气象、生态环境等行业部门。 

背景技术

太阳辐射在大气传播过程中遇到大气中气体分子、气溶胶、冰晶等粒子，使部分光线改变方向，并向各个方向散开，称为散射。大气程辐射是太阳辐射在大气传输过程中经大气中各组分散射后直接到达传感器的辐射。遥感影像中大气程辐射不包含任何地物的光谱和空间信息，而且大气程辐射值降低了遥感影像中地物的对比度，模糊了地物的细节信息，影响遥感影像的质量，是遥感图像大气校正的重要内容之一。 

传统的遥感图像大气程辐射计算主要利用暗目标法，该方法假定遥感图像上存在暗目标(水体、阴影等)，假设暗目标的实际反射率为0，由于大气程辐射的影响，导致图像上暗目标的反射率不为0，增加的这部分即为大气程辐射，这种方法是经验性的，而且整景影像只有一个程辐射值，存在较大误差。本发明从程辐射计算的理论基础出发，提出了一种逐像元计算卫星遥感影像大气程辐射的物理方法，该方法完全基于遥感影像本身，不需要辅助数据，具有较强的普适性，为大区域大气程辐射计算提供了一种新的方法。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种逐像元计算卫星遥感影像大气程辐射的物理方法，以克服现有方法的不足，从而促进相关领域遥感应用的发展。 

为实现上述目的，本发明提出的方法包括以下步骤： 

第一步、对卫星影像进行几何校正； 

第二步、根据陆地卫星遥感影像的经纬度和影像成像时间，获取同一地理范围、同步过境的MODIS气溶胶光学厚度(0.47μm和0.66μm)、总大气水蒸汽含量、地表气压和臭氧浓度影像，并将各影像做几何校正，转换为和陆地卫星遥感影像一致的投影方式和分辨率，且影像行列数一致； 

第三步、由总大气水蒸汽含量W计算大气水蒸汽光学厚度； 

τw=0.2385awλwM(1+20.07awλwM)0.45]]>

其中，τ_w是大气水蒸汽光学厚度，a_wλ是水汽吸收系数，w是可降水汽，可降水汽w与总大气水蒸汽含量W在数值上相等，M是相对大气量； 

第四步、计算臭氧吸收光学厚度 

τ_o＝C_ozone*A_ozone(λ) 

τ_o是臭氧吸收光学厚度，C_ozone为MODIS臭氧浓度(单位为Dobson)，A_ozone(λ)为波段λ的臭氧吸收系数； 

第五步、由MODIS0.47μm和0.66μm的气溶胶光学厚度，利用下式计算波长指数(α)及大气浑浊度系数(β)