可见近红外波段高光谱遥感器辐射与光谱定标技术研究.docx

可见近红外波段高光谱遥感器辐射与光谱定标技术研究
近红外波段高光谱遥感器辐射与光谱定标技术研究
摘要
近年来，遥感技术在环境监测、资源调查、农业生产等领域发挥了重要作用。然而，由于遥感仪器的辐射和光谱响应性能受到多种因素的影响，因此需要对其进行定标，以确保遥感数据的准确性和有效性。本文针对近红外波段高光谱遥感器的辐射和光谱定标技术进行了研究，探讨了其理论基础、定标原则和方法，并对国内外相关研究进行了概述。
关键词：近红外波段、高光谱遥感器、辐射、光谱定标、技术研究
一、引言
近年来，遥感技术在环境监测、资源调查、农业生产等领域发挥了重要作用。高光谱遥感技术是近年来发展起来的一种遥感技术，其在地球科学、遥感物理、遥感地质、遥感农业、遥感生态等领域中得到广泛应用。然而，遥感数据的准确性和有效性不仅取决于遥感数据本身的质量，也与遥感仪器的辐射和光谱响应性能有关。因此，遥感仪器的辐射和光谱响应性能需要进行定标。
近红外波段高光谱遥感器是一种新型遥感仪器，其波段范围从780nm到2500nm，是常规的光学遥感器波段之外的一种。近红外波段高光谱遥感器可以用于植物叶片的研究、土壤养分含量的评估、海洋海岸线的识别、城市地面温度的测量等。尽管这种遥感仪器已经广泛运用于农业、环境监测等领域，但其辐射和光谱响应性能的定标仍是一个相对难以解决的问题。
本文主要研究近红外波段高光谱遥感器的辐射和光谱定标技术，探究其理论基础、定标原则和方法，并对国内外相关研究进行概述。
二、近红外波段高光谱遥感器辐射定标技术
(一)理论基础
辐射定标技术是指在使用遥感仪器进行数据采集之前，对仪器的辐射输出进行测量和调整，以获得准确的辐射参考值。在辐射定标技术中，常采用黑体辐射源进行定标。黑体辐射源是指完全吸收所有辐射的物体，其发射的辐射强度仅与其温度相关。通过测量黑体辐射源的辐射强度和温度，可以确定遥感仪器的辐射响应函数，从而得到较准确的遥感数据。
(二)定标原则
1.线性响应
近红外波段高光谱遥感器的辐射响应应该能够线性响应，即相同量级的能量输入应该产生相同量级的能量输出。通过对其辐射性能进行测量和分析，可以判断其是否具有线性响应。
2.长期稳定
遥感仪器的长期稳定性是保证遥感数据准确性和有效性的重要因素。因此，近红外波段高光谱遥感器的辐射响应应该在一定时间范围内保持稳定。
(三)定标方法
1.分段定标法
分段定标法是指将全波段分为若干个子波段，分别进行定标。在分段定标法中，需要首先进行黑体定标，再利用已知的标准样品进行定标。分段定标法可以有效地降低光谱上的噪声和非线性响应。
2.外推法
外推法是指根据既定的标准，将数据进行外推，从而得到整个光谱的定标结果。外推法的优点是能够获得全波段的定标结果，但其需要在全光谱波段内有足够的标准数据作为参考，从而得到准确的外推结果。
三、近红外波段高光谱遥感器光谱定标技术
(一)理论基础
光谱定标是指在获取遥感数据之前，将遥感仪器的光谱响应进行精确测量，以获取遥感数据中的干扰成分，并确定遥感数据中的有效光谱信息。在光谱定标技术中，常使用Spectralon板进行定标。Spectralon板是一种白色反射板，其光谱响应特性极其稳定，可以作为光谱响应的参考标准。
(二)定标原则
1.稳定性
与辐射定标类似，光谱定标的稳定性也是保证遥感数据准确性和有效性的重要因素。因此，近红外波段高光谱遥感器的光谱响应应该在一定时间范围内保持稳定。
2.高精度
光谱定标要求高精度的光谱测量。为了获得更准确的光谱信息，可以采用多次测量和平均法进行光谱测量，从而获得更高的精度和可靠性。
(三)定标方法
1.比较法
比较法是指使用一个已知的标准光谱曲线，与待测遥感仪器测量结果进行比较，从而确定遥感仪器的光谱响应。比较法的优点是简单易行，但其有一定的误差和精度限制。
2.反演法
反演法是指根据公式和模型对光谱数据进行计算和逆推，从而得到较准确的光谱响应结果。反演法的优点是能够更准确地获得光谱响应曲线，但其需要依赖计算模型和算法的准确性和可靠性。
四、国内外相关研究
国内外许多学者对近红外波段高光谱遥感器的辐射和光谱定标技术进行了深入研究和探索。国内学者针对遥感仪器的辐射性能，提出了基于高精度光谱辐射计的定标方法，可以有效地提高遥感数据精度和准确性。而国外学者则提出了比较法和反演法相结合的光谱定标方法，能够获得更准确的光谱响应曲线。此外，还有学者针对辐射和光谱定标技术方面进行了对比研究和探究。
五、结论与展望
近红外波段高光谱遥感器辐射和光谱定标技术是保证遥感数据准确性和有效性的关键技术之一。辐射定标和光谱定标技术在理论基础、定标原则和定标方法上都有一定的差异和局限性。因此，未来需要更加深入地研究和探索，提出新的定标技术和方法，以满足不同领域的遥感应用需求。同时，