近期,安光所光學遙感研究中心洪津研究員和易維寧研究員科研團隊在亞米級尺度光學遙感影像大氣鄰近效應影響因子分析和校正算法模型方面取得進展,相關研究工作以《亞米級光學衛星影像大氣鄰近效應自適應校正算法:應用于WorldView-3全色影像》為題發表在遙感領域頂級期刊Remote Sensing of Environment上。
大氣作為地表輻射信息至遙感器傳輸信道的干擾介質,影響了遙感影像數據定量化水平及地理信息應用效果。對于高空間分辨率成像遙感,地-氣交叉輻射引起的大氣鄰近效應造成遙感圖像退化和地表反射信息失真。
鑒于在亞米級尺度上,鄰近效應影響范圍內地物分布近似均勻的假設不成立,以及地表真實反射輻射分布未知的前提下,準確計算瞬時視場鄰近區域的交叉輻射貢獻存在困難,建立有效的大氣校正方法一直具有較大挑戰。
亞米級分辨率影像大氣鄰近效應校正的核心難點在于鄰近背景區域各像元輻射貢獻權重的確定上。傳統校正算法中,權重函數的影響因子雖然包含大氣分子光學厚度、氣溶膠光學厚度、目標像元與背景像元之間的空間距離等,但皆未考慮地表反射非均勻因素。
經地-氣交叉輻射正演仿真分析發現,背景與目標像元反射率比值與鄰近區域的輻射貢獻值具有相關性規律,據此設定可表征地表非均勻因素的權重影響因子(等效背景反射率,EABR:equivalent average background reflectance)并改進權重函數。
同時,針對地表真實反射分布未知引起的實際貢獻權重不確定問題,引入迭代機制計算權重值,從而準確計算鄰近像元輻射貢獻實現大氣鄰近效應校正。該成果將為高分辨率遙感影像的大氣校正提供方法。另一方面,結合該團隊在高分辨率遙感成像大氣參數星載同步探測方面的研究成果,將有效去除大氣時空易變性造成的遙感成像干擾,有望進一步提升我國遙感影像質量和定量化水平。
校正效果對比
表觀反射率圖(左)和基于自適應大氣校正算法(adaptive-AC)校正后的衛星影像(右)