第35卷，第3期 2015年3月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
基于改进型反射率基法的资源三号卫星
多光谱相机在轨辐射定标研究
Vol. 35,No. 3 -pp856-861
March, 2015
韩杰12,3，谢勇1,3*，顾行发1，3，余涛1，3，刘其悦1,3，高荣俊1,2,3
1.中国科学院遥感与数字地球研究所，遥感科学国家重点实验室，北京100105 2.中国科学院大学，北京100049
3.国家航天局航天通感论证中心，北京100105
摘要针对资源三号卫星（ZY-3)多光谱影像特点，提出了一种改进型反射率基法，实现相机在轨辐射定标。该方法以ZY-3Leve1A级影像为数据源，建立产格的几何模型获取定标点处准确的观测几何参数，降低因影像重采样和成像几何产生的误差对辐射定标精度的影响，基于山东东营通感综合实验，利用两点法和多点法获取ZY-3多光谱相机在轨辐射定标系数，与官方定标系数相比，多点法的定标精度高于两点法定标精度。通过分析各定标点与拟合直线间的离散程度后发现，水体定标点的残差较大，其中绿波段残差值约为67.39%。以置信度95.4%为标准，可将水体定标点判识为误差点，在别除水体后，采用多点法获得的定标系数除近红外波段相对差异优于5%以外，其他波段相对差异均优于2%。该结果表明该改进型反射率基法能够获得精度可靠的绝对定标系数，可以为其他类似卫星在轨辐射定标提供参考依据。
ZY-3卫星；多光谱相机；靶标；辐射定标
关键词
中图分类号：TP79
引育
文献标识码：A
D0I: 10, 3964/j. issn. 10000593(2015)03-0856-06
是反射率基法和交叉定标法等，这些方法在FY，HJ和 CBERS等国产卫星上得到了成功的应用，并取得了较好的效果[6-汀。其中反射率基法凭借其较高的精度，已经成为目
我国首颗民用高分辨率测绘卫星资源三号卫星（ZY-3) 成功发射后，该卫星搭载的三线阵TLC传感器和多光谱 MUX传感器已经获得了大量高空间分辨率卫星影像，为我国大比例尺基确地理产品的生产和更新、资源调查、重力地形改正等领域提供了数据支持[1-3]，TLC和MUX传感器的相关参数可参见中国资源卫星应用中心官网（htp：// www. cresda. com)。
在利用ZY-3高分辨率多光谱影像进行遥感定量化应用时，传感器辐射定标精度是至关重要的，将直接影响遥感产品的质量和应用水平。由于传感器在卫星发射过程中以及升空后，受周围环境、运动状态等变化的影响，传感器性能会发生衰变，导致发射前实验室定标与传感器在轨性能有所差异[4.5]。因此开展在轨绝对辐射定标工作是实现对卫星载荷性能的监控，提高ZY-3影像定量化应用水平的重要手段
目前，针对国产自主卫星常用的在轨辐射定标方法主要收稿日期：2014-01-23，修订日期：2014-04-19
前较为常用的方法之一9,14]，然而在利用反射率基法进行在轨辐射定标时，大多数研究是从经过系统几何校正后的卫星影像中提取定标点（均一地表/靶标）处的DN(DigitalNum ber)平均值，但是该等级的卫星影像上光谱辐射信息会因系统几何校正中的重采样过程面发生变化，这必然会影响定标结果的精度11，另外，该方法一般是将整景影像中心点的观测几何参数直接代替定标点处的相关参数进行计算，这也会引入误差[10]，因此，我们提出了一种改进型的反射率基法，针对上述两个影响定标精度的误差源，将未经系统几何校正的ZY-3Level1A(L1A)级影像作为数据源，消除固重采样导致的光谱信息差异。同时根据影像辅助文件信息，建立几何模型，计算定标点对应的观测几何参数，减少成像参数对定标结果精度的影响.本文利用2013年5月在山东东营地区采集的实测数据，实现了ZY-3卫星多光谱相机的在轨辐射定标，检验了该方法的可行性和准确性
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作者简介：韩杰，1987年生，中国科学院遥感与数字地球研究所博士研究生
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