敦煌校正场是我国最重要的辐射校正场，地面目标的方向反射特性是影响场地定标精度的重要参数。对于在什么情况下需要校正地表反射率及采用哪种双向反射分布函数（BRDF）进行校正，尚无明确的研究。由于中等分辨率成像光谱仪（MODIS）精度较高，对MODIS影像进行了分析。首先利用2020年9月敦煌场地6组不同测量时刻下的无人机多角度观测数据，分别以6种不同核函数组合方式建立36个不同的BRDF模型，针对不同观测角度下的MODIS影像，分别计算BRDF校正前和BRDF校正后的表观反射率；而后与卫星实测表观反射率进行相对偏差的比较。实验结果表明，以28°的观测角度为界，当观测角度大于28°时相对偏差较大，且BRDF校正对结果的影响较大；在所建立的BRDF模型中，采用接近卫星过境时刻测量的多角度观测数据所建立的BRDF模型校正效果更好；且基于Rossthick-Lidense、RossThick-LiSparseR和Rossthin-LisparseR这三种核函数组合方式的BRDF模型所计算的表观反射率与卫星观测值的相对偏差都比较小。

为了提高星上TDICCD相机成像系统的有效寿命，降低系统在轨运行状态变化后对成像质量的影响，提高星上系统可靠性，设计了星上实时辐射校正系统；通过旋转焦平面，完成星上实时辐射校正与处理，获得多片TDICCD通道间和像元间校正参数，提高相机成像系统的空间适应性和非均匀性指标。在FPGA内部完成校正参数实时存储与处理，并对参数的可靠性、稳定性进行优化。该方法能够实现相机在轨状态下的相机非均匀性校正参数的实时获取。测试结果表明：系统通道内的像元非均匀性能够提高到2.01%，能够实现星上实时辐射校正的功能，获得良好效果。

高分辨率卫星成像全链路仿真是卫星发射前效果评估的主要手段,零视距标准图是验证成像仿真链路基础环节准确性的必要标准。地面设备获取零视距图像时,由于存在成像视场受到限制、观测角度与卫星不一致、工作量大、难以定量化等问题,难以直接获取垂直对地观测的零视距标准图。通过建立地面零视距标准图测量系统,利用轨道逐行拍摄、几何校正、图像拼接,得到较大幅宽垂直向下图像。并且通过同步辐射校正法进行定量化,得到零视距反射率图像。最终,在距离地面2.6 m的观测平台上,获取了面积为10 m×10 m,分辨率为亚米级的零视距标准图(反射率图)。与地面实测反射率对比,结果表明零视距标准图(反射率图)误差小于5%,可为亚米级高分辨率卫星成像仿真链路基础环节的精度验证提供标准。

为满足高光谱遥感图像定量化解译的需求,针对现有大气校正方法面临的大气参数不同步问题,对基于大气参数空间同步获取的 大气辐射校正技术进行了研究。首先总结了利用卫星搭载专用大气辐射校正载荷,同步提供大气校正参数与地表反射特性的方法,从根本 上解决辐射传输模型中的大气参数难以同步获取的问题。其次结合国外在轨运行的高光谱遥感卫星的调研结果,在大气校正载 荷的设计—尤其是谱段选择和优化方面对载荷系统的方案特点和技术指标进行了归纳。并选取EO-1 Hyperion高光谱遥感图像 进行了大气校正,从校正前后图像的视觉效果、光谱特性、典型地物的分类识别效果三方面分析了大气校正对高光谱遥感定量 化应用性能的提升。最后对大气辐射校正技术的发展前景进行展望。

为确保航空遥感图像产品相对辐射质量, 提出了一种对两通道按列输出CMOS(互补金属氧化物半导体)图像的非均匀性进行校正的方法。以美国仙童公司CMOS探测器CIS2521F为例, 通过实验室积分球观测试验研究了暗电流噪声、平均灰度、两通道输出等因素造成的图像非均匀性; 然后, 基于实验室积分球观测数据, 采用两点线性法, 校正了由按列放大输出导致的列状条带噪声; 接着, 通过优化拼接线附近图像灰度差异统计结果, 校正了两通道响应不一致造成的图像辐射差异。试验表明, 单通道图像非均匀校正使积分球观测图像的平均非均匀度量值由4.4下降至2.4, 两通道图像非均匀校正消除了两通道图像的目视差异。原始航空遥感图像经过非均匀性校正后, 图像灰度均匀, 能够满足遥感图像判读要求。