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通道式辐射计自动观测数据的反射率光谱拓展方法

A Method for Hyperspectral Reflectance Reconstruction from Automatic Observation with Multispectral Radiometer

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摘要

为了适应光谱特性、观测角度不同的卫星载荷定标需求,提出了一种考虑地表双向反射分布函数特性(BRDF)的通道式辐射计光谱反射率拓展方法。利用国家高分辨遥感综合定标场的星地观测数据,对提出的自动观测数据光谱拓展方法进行验证。结果表明,通道反射率光谱拓展结果与地物光谱仪实测值相比平均相对差异为2.67%;而与Sentinel-2A/B卫星实际观测结果相比,各波段差异均在10%以内。进一步开展了不确定性分析,利用提出的光谱拓展方法获得的地表光谱反射率不确定度为3.34%,基于该方法的Sentinel-2A/B蓝、绿、红、近红外波段辐射定标总不确定度分别为3.35%,3.77%,4.10%,4.29%。

Abstract

A method for hyperspectral reflectance reconstruction from observed data with an automatic multispectral radiometer is presented. The surface bidirectional reflectance distribution function effect is considered in our method in order to meet the on-orbit calibration requirement of sensors with different spectral characteristics and viewing angles. The satellite-ground synchronous observation data from the National Calibration and Validation Site for High Resolution Remote Sensors are used to validate the proposed method. The results show that the average relative difference between the reconstructed hyperspectral reflectance and the measured reflectance by a field spectrometer is about 2.67%. Compared with observation values of Sentinel-2A/B, the difference is less than 10% for each band. Furthermore, the results of uncertainty analysis show that uncertainty of hyperspectral reflectance obtained by the proposed method is about 3.34%. The overall uncertainty of radiometric calibration at blue, green, red, and near-infrared bands of Sentinel-2A/B is about 3.35%, 3.77%, 4.10%, and 4.29%, respectively.

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补充资料

DOI:10.3788/AOS201939.0728004

所属栏目:遥感与传感器

基金项目:国家重点研发计划、中国科学院国际合作大科学计划培育专项、国家自然科学基金、高分重大专项;

收稿日期:2019-02-01

修改稿日期:2019-03-21

网络出版日期:2019-07-01

作者单位    点击查看

马志宏:中国科学院光电研究院中国科学院定量遥感信息技术重点实验室, 北京 100094中国科学院大学电子电气与通信工程学院, 北京 100049
马灵玲:中国科学院光电研究院中国科学院定量遥感信息技术重点实验室, 北京 100094
刘耀开:中国科学院光电研究院中国科学院定量遥感信息技术重点实验室, 北京 100094
赵永光:中国科学院光电研究院中国科学院定量遥感信息技术重点实验室, 北京 100094
王宁:中国科学院光电研究院中国科学院定量遥感信息技术重点实验室, 北京 100094
李传荣:中国科学院光电研究院中国科学院定量遥感信息技术重点实验室, 北京 100094
唐伶俐:中国科学院光电研究院中国科学院定量遥感信息技术重点实验室, 北京 100094

联系人作者:马灵玲(llma@aoe.ac.cn)

备注:国家重点研发计划、中国科学院国际合作大科学计划培育专项、国家自然科学基金、高分重大专项;

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引用该论文

Zhihong Ma, Lingling Ma, Yaokai Liu, Yongguang Zhao, Ning Wang, Chuanrong Li, Lingli Tang. A Method for Hyperspectral Reflectance Reconstruction from Automatic Observation with Multispectral Radiometer[J]. Acta Optica Sinica, 2019, 39(7): 0728004

马志宏, 马灵玲, 刘耀开, 赵永光, 王宁, 李传荣, 唐伶俐. 通道式辐射计自动观测数据的反射率光谱拓展方法[J]. 光学学报, 2019, 39(7): 0728004

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