CBERS-02B 星 CCD 图像地 表反射率及植被指数真实性检验初步研究 ——以广西宾阳县地区为例
高海亮 1,3,4 顾行发 1,3,4 李丽 1,3,4 余涛 1,3,4 陈江 1,,3,4,5 武佳丽 1,3,4 任建福 2 廖永生 2 朱俊琪 2
(1 国家航天局航天遥感论证中心 2 广西测绘局
3 中国科学院遥感应用研究所 4 遥感科学国家重点实验室 5 河南理工大学)
摘
要:中巴资源卫星 02B(CBERS-02B)于 2007 年 9 月 19 日成功发射,为开展 CCD 相机的定量化
研究,中科院遥感所航天遥感论证中心于 11 月上旬,同广西测绘局合作,在南宁市宾阳县共同开展了野外 试验.本文从真实性检验的角度,阐述了真实性检验的具体含义,场地要求,测量规范及数据处理等工作. 最后,以广西北部湾试验为例,说明 CBERS-02B 卫星对高密度植被覆盖区的反射率及植被指数进行真实 性检验的可行性. 关键字:真实性检验 CBERS-02B CCD 地表反射率 植被指数
2007 年 9 月 19 日,中巴资源卫星 02B(CBERS-02B)在太原卫星发射中心成功发射, 于 22 日上午 11 时成功接收到了 CBERS-02B 星首次开机成像的卫星影像数据.星上有效载 荷保留了中巴地球资源卫星 02 星上 4 谱段 19.5 米分辨率的 CCD 相机和两谱段 258 米分辨 率 WFI 相机, 同时增加了分辨率为 2.36 米的 HR 相机. 为了开展 02B 星的定量化应用研究, 中科院遥感所航天遥感论证中心于 2007 年 11 月上旬, 与广西测绘局合作, 对南宁地区的多 种植被类型进行实地光谱测量,获得了大量有效的数据.本文从真实性检验的角度,阐述了 真实性检验的具体含义,场地要求,测量规范及数据处理等工作.最后,以广西北部湾试验 为例,说明 CBERS-02B 卫星对高密度植被覆盖区的反射率及植被指数进行真实性检验的可 行性.
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1 真实性检验的含义及特点
1.1 真实性检验的含义
遥感的最终目的是利用获取的信息. 在确定了传感器获得数据的可靠性及精度之后, 还 必须从遥感信息中提取出所需要的物理参数, 并评价这些参数的精确度和有效性, 即对遥感 数据产品进行真实性检验.真实性检验使用独立的方法评价各遥感数据产品的质量的过程
[1]
.真实性检验不仅提出了卫星遥感产品的重要性,而且强调了对给定的地球物理参数如何
定义地面或表面真值,以及如何有效的获取地面真值的过程.
1.2
真实性检验场地要求
在开展真实性检验试验中,试验场地的选择非常关键.一个好的试验场地,是确保真实
性检验工作可靠有效的基本保障.同时,不同的地球物理参数对场地的要求也有所不同.在 本文中, 主要研究的对象为热带及亚热带地区高密度植被覆盖下的不同植被反射率及植被指 数,根据广西当地植被覆盖度高,地表类型复杂等特点,制定了场地选择的基本要求 1)具有单一的地物类型. 2)有足够大面积区域,根据传感器载荷特点及当地地物特征,其场地的面积应不小于 . 300 米*300 米(约 CCD15*15 个像元) 3)地势平坦,坡度小于 5 度. 4)交通便利,离公路近,便于到达.
1.3
真实性检验的特点
真实性检验和辐射定标是两个相辅相承的过程. 在场地要求, 地面测量及后期数据处理
方面都有相似之处. 真实性检验以各种地球物理参数为研究对象. 以植被覆盖区的反射率及 植被指数真实性检验为例,同场地辐射定标相比,在多个方面有明显的区别.具体表现在: 1)场地特征的不同.定标对场地的要求非常严格,要具有非常均匀的大面积场地,地 表反射率的变化要小于 1%,地表类型单一,且最好无植被覆盖.而真实性检验的要求相对 较低,可根据实际情况具体确定. 2)测量时间不同.场地定标要求在卫星过顶前后一小时完成,以减少环境变化带来的 影响.而真实性检验对测量时间要求较低,只要地物特征未发生明显变化,即可进行测量. 3)研究对象不同.场地定标是对传感器上天后仪器特性的研究.为开展遥感定量化提
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供定标系数.真实性检验是对已得到的各种定量化遥感产品进行验证.根据产品的不同,具 有不同的研究对象.如地物的植被指数,地表植被覆盖度,地表反射率,叶面积指数,地表 温度等. 4)测量方式的不同.场地定标一般在裸露场地进行,可步行或利用车辆进行采样测量. 而真实性检验根据地物的不同, 需要借助其他不同的设备. 如在对水稻和木薯进行光谱测量 时,需要站在梯子上定点采集.而甘蔗高达 3 米,只能选择站在旁边有甘蔗的房顶上,将测 量杆水平延长测量. 5) 数据处理方式不同. 场地定标是将地面获取的反射率信息及大气参数输入辐射传输 软件,得到卫星入瞳处的表观辐亮度,再同卫星对应地区图像 DN 值进行比较,最终得到卫 星的辐射定标系数. 而真实性检验需要将各种遥感产品经过大气校正, 得到地表的对应产品, 并同实测值进行比较,来确定真实性检验的精度.

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