基于6S模型的GF-1卫星影像大气校正及效果

• 作者: 刘佳 富长虹 杨玲波 杨福刚 滕飞 王利民 邵杰
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 卫星 遥感 反射 高分一号 6S模型 大气校正 地表反射率
• 年，卷（期）: 2015,（19）
• 所属期刊栏目: 农业信息与电气技术
• 页码范围: 159-168
• 页数: 10页
• 分类号: S127
• 字数: 7903字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.19.022

摘要

高分一号（GF-1）卫星是中国高分系列卫星的首发星，自2013年4月成功发射以来，在中国农业遥感业务工作中得到了广泛应用，已成为中国大宗农作物种植面积遥感监测的主要数据源。该文基于6S（second simulation of a satellite signal in the solar spectrum）辐射传输模型原理，设计并实现了适合于GF-1卫星数据大气校正算法与程序。算法以GF-1卫星1级数据、元数据及传感器公开参数为输入数据，不需要其他外源辅助数据，经过辐射定标，计算各波段平均太阳辐射值、表观反射率，通过选择大气模式，驱动6S模型获取表观反射率转换为地表反射率的参数，逐像元计算影像地表反射率。在算法研制的基础上，应用Fortran和IDL语言编写了大气校正批处理程序，实现了大气校正过程的批处理。该文采用2014年4月3日、6月28日、11月2日，以及2015年1月19日4个时相北京地区GF1卫星WFV（wide field view）数据，分别代表春夏秋冬4个季节，通过与ENVI软件的FLAASH（fast line-of-sight atmospheric analysis of spectral hypercubes）大气校正结果对比进行评估。2种方法4个时相各波段全年相对偏差为3.26%，蓝光波段偏差最大为11.21%，其次是红、近红和绿光波段，分别为1.19%、0.73%和0.24%。作物覆盖区平均相对误差为12.99%，冬季最高为17.40%，秋季和春季分别为15.02%和14.15%，夏季相对差异最小为8.31%。各波段地表反射率的整体校正情况并未有太大差异，但6S校正后各波段反射率普遍比FLAASH校正结果略微偏高。2种校正结果计算的NDVI也基本一致，相对偏差0.64%；除水体外，绝对值差值的平均值均在0.0548以内。从计算效率来分析，6S模块实现了商用软件FLAASH模块中未提供的批量计算，在相同硬件环境下计算效率提高了75.0%以上。研究结果表明了该文开发的大气校正程序能够稳定批量处理GF-1卫星数据，可以作为农业遥感监测业务流程的组成部分。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘佳	中国农业科学院农业资源与农业区划研究所	151	1674	21.0	37.0
2	王利民	中国农业科学院农业资源与农业区划研究所	62	941	16.0	29.0
3	杨福刚	中国农业科学院农业资源与农业区划研究所	35	359	10.0	18.0
4	杨玲波	中国农业科学院农业资源与农业区划研究所	23	421	10.0	20.0
5	滕飞	中国农业科学院农业资源与农业区划研究所	12	236	7.0	12.0
6	邵杰	中国农业科学院农业资源与农业区划研究所	7	77	3.0	7.0