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“京师一号”极地小卫星宽幅影像辐射校正方法研究

张卓宇,章影

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张卓宇, 章影. “京师一号”极地小卫星宽幅影像辐射校正方法研究[J]. 华体会外围 (自然科学版), 2023, 59(1): 104-112. doi: 10.12202/j.0476-0301.2021209
引用本文: 张卓宇, 章影. “京师一号”极地小卫星宽幅影像辐射校正方法研究[J]. 华体会外围 (自然科学版), 2023, 59(1): 104-112.doi:10.12202/j.0476-0301.2021209
ZHANG Zhuoyu, ZHANG Ying. Radiometric correction of BNU-1 wide-swath imagery[J]. Journal of Beijing Normal University(Natural Science), 2023, 59(1): 104-112. doi: 10.12202/j.0476-0301.2021209
Citation: ZHANG Zhuoyu, ZHANG Ying. Radiometric correction of BNU-1 wide-swath imagery[J].Journal of Beijing Normal University(Natural Science), 2023, 59(1): 104-112.doi:10.12202/j.0476-0301.2021209

“京师一号”极地小卫星宽幅影像辐射校正方法研究

doi:10.12202/j.0476-0301.2021209
基金项目:国家自然科学基金资助项目(41925027)
详细信息
    通讯作者:

    张卓宇(1997-),女,硕士,助理工程师. 研究方向:极地遥感. E-mail:201921490047@mail.bnu.edu.cn

  • 中图分类号:TP752.1

Radiometric correction of BNU-1 wide-swath imagery

  • 摘要:“京师一号”小卫星是中国自主研制的首颗民用极地光学卫星,搭载有中高分辨率的多光谱宽幅相机,兼顾重访周期和空间分辨率,具有高覆盖、中高分辨率的优势,对极地变化监测研究具有重大意义;但其0级数据的条带噪声掩盖图像的地物特征,无法反映地物的真实辐射特性,严重影响了数据应用.为此,本文提出了一种基于统计学原理,针对宽幅影像去除条带的方法.实验结果表明,相较于原始数据,该方法较能稳健地去除数据中的条带噪声,还原地表真实辐射信息,提升了“京师一号”宽幅相机多光谱数据的应用价值.

  • 图 1辐射和几何校正前的真彩色合成影像

    图 2适用于“京师一号”影像的自动相对辐射校正的流程

    图 3暗噪声剖面(a)及影像(b)

    图 4辐射校正过程

    a. PMS2焦面B1的原始影像;b. 去除原始影像中不均匀的少量冰面湖、阴影和岩石,提取增益系数的过程;c. 校正系数作用于原图后的整体效果.

    图 5PMS1焦面辐射校正效果对比

    图 6PMS2焦面辐射校正效果对比

    图 7“京师一号”RGB波段列均值分布

    注:来源于BNU1_PMS2_20191002041454_200220500_102_0001_001影像.

    图 8“京师一号”和MODIS散点

    注:影像来源于BNU1_PMS2_20191117201940_200018633_101_0001_001.

    图 9辐射和几何校正后真彩色合成影像

    表 1卫星参数对照

    波段 MODIS BNU-1
    波段序号 波长范围/nm 地面分辨率/m 波段序号 波长范围/nm 地面分辨率/m
    1 620~670 250 3 638~676/642~677 80
    绿 4 545~565 500 2 560~599/562~602
    3 459~479 500 1 471~506/473~508
    全色 0 527 ~769/532~764
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    表 2本文使用的示例数据

    序号 BNU-1 MODIS 特征地物
    1 BNU1_PMS2_20191008044851_200214500_102_0001_001 MOD02QKM.A2019281.0405.061.2019281131751 云、海岸
    MOD02HKM.A2019281.0405.061.2019281131751
    2 BNU1_PMS1_20191117201830_200001045_102_0003_001 MOD02QKM.A2019321.2125.061.2019322174325 云、海岸
    MOD02HKM.A2019321.2125.061.2019322174325
    3 BNU1_PMS2_20191117201940_200018633_101_0001_001 MOD02QKM.A2019321.1810.061.2019322174133 冰盖
    MOD02HKM.A2019321.1810.061.2019322174133
    4 BNU1_PMS1_20191119202826_200018637_102_0004_001 MOD02QKM.A2019323.1935.061.2019325171340 海岸
    MOD02HKM.A2019323.1935.061.2019325171340
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    表 3BNU-1和MODIS拟合方程和拟合优度(R2)

    序号 波段 回归方程 R2
    1 y=21.21x+847.577 0.79
    绿 y=20.57 x+310.52 0.79
    y=17.99x+561.04 0.79
    2 y=7.45x+427.28 0.53
    绿 y=7.53x+958.14 0.53
    y=8.83x+1092.83 0.58
    3 y=12.08x−620.905 0.38
    绿 y=10.36x+730.67 0.34
    y=10.03x+1039.52 0.37
    4 y=12.92x−615.39 0.87
    绿 y=13.43x+99.84 0.87
    y=15.32x+348.92 0.89
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出版历程
  • 收稿日期:2021-08-27
  • 录用日期:2021-08-27
  • 网络出版日期:2022-05-30
  • 刊出日期:2023-02-01

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