基于非变像元时相关系的遥感数据辐射校正研究

大气状态等时相变化因素以及传感器差异等所导致多源遥感数据的非一致性，已成为当前进行长期动态变化研究和遥感数据综合应用中亟待解决的前沿性问题。现有的辐射校正方法难以满足日益增强的定量化研究的需要。针对这一状况，本项目拟通过分析典型传感器的多时相遥感数据，在全反射波段上较为系统地验证同一传感器的（同源）非变像元时相关系；在此基础上，阐明包括传感器性能变化在内的时相因素对遥感数据和典型遥感应用参数的影响，定量评估并追踪时相因素在遥感应用参数中的传播及其规律，提出基于非变像元时相关系的辐射校正方法；进一步结合传感器成像方式和光谱匹配因子，构建不同传感器之间（异源）非变像元时相关系，提出面向多源遥感数据的交叉辐射校正方法。为基于遥感的长期变化研究提供亟需的定量方法支持，为多源遥感数据分析与融合和定量遥感反演等提供相关理论和方法支持。

全球变化、可持续发展和长期生态保护等研究迫切要求定量地使用多源遥感数据，而大气状态等时相变化因素以及传感器差异等所导致多源遥感数据的非一致性。准确地识别地表长期变化的真实信息，已成为当前进行长期动态变化研究和遥感数据综合应用中亟待解决的前沿性科学问题。.本项目针对多源多时相遥感数据的辐射校正问题，选取典型地表覆盖类型，运用多源多时相遥感影像数据，综合验证在反射波段范围内的非变像元时相关系；在此基础上，分析各时相因素（传感器性能衰减、观测角度变化和大气因素等）对遥感数据的定量影响，定量评估并追踪时相因素在遥感应用参数中的传播及其规律，提出基于非变像元时相关系的辐射校正方法；进一步结合传感器成像方式和光谱匹配因子，构建不同传感器之间（异源）的非变像元时相关系，提出面向多源遥感数据的交叉辐射校正方法。.在原有的中高分辨率同源遥感影像的非变像元时相关系研究基础上，运用AVHRR、MODIS、Landsat-TM等多源卫星遥感数据，分析了中低分辨率同源遥感影像的非变像元时相关系。进一步结合不同传感器之间的光谱匹配因子，发展建立了异源遥感影像之间的非变像元时相关系，并提出了基于物理原理的传感器交叉定标方法。针对NDWI和NDVI等广泛应用的遥感参数，运用非变像元时相关系，定量分析了时相因素对遥感数据的影响，并从理论上揭示了基于此类参数进行地表分类时存在的阈值随时相而变化波动的根本原因；同时针对线性遥感反演模型，解析了线性拟合系数中存在的参数不确定性问题。作为应用基础性理论成果，本项目解决了不同遥感影像之间关系的理论难点，对于卫星传感器的高精度交叉定标等具有重要的理论指导意义；同时也为联合使用多平台、多传感器、多波段的遥感数据，开展高精度的长期变化研究，提供了一个有效的解决方案，对于利用海量遥感数据开展全球地表和气候变化的定量研究等，都具有重要的现实意义。