Question

区域蚀变遥感异常信息提取方法的原理

Answer 1

前人用TM和ETM＋数据上提取遥感异常蚀变信息时，多用数据图像的相对亮度值（DN 值），这是因为对同一景卫星数据其星下点的像元反射率与图像像元之间成线性相关关系，其理论依据如下：

遥感图像上各像元点的相对亮度值（DN值）与地物在大气顶部的辐射能量值之间关 系如下式所示：

冈底斯东段走滑型陆缘铜多金属成矿系统理论与勘查应用

式中：L为地物在大气顶部的辐射能量值，单位为w·m·^-2·sr^-1·μm^-1；DN为像元 的相对亮度均值，gain和bias分别为图像的增益与偏置，这些数据可从ETM图像数据的 头文件中读取。

根据像元的辐射能量值、大气顶部的太阳辐照度、成像时的太阳高度角等参数由（5-2）式可计算出像元的反射率ρ。

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式中：d_s为日地天文单位距离，取值1；E₀为大气顶部的太阳辐照度（w/m²）；θ为成像 时的太阳天顶角，即太阳高度角的余角，可以从图像的头文件中读取。

由式（5-1）与式（5-2）可得出大气层顶部的反射率ρ的关系式为

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对于同一景影像，由于增益与偏置为常数，（5-3）式中其他各项也基本为定数，此 时像元灰度值（DN）与地表地物在大气顶部的反射率基本呈线性关系。所以对同一景数据，可用DN值来进行地物特征信息提取。但此反射率并不是地物地表反射率，它还包含大气 的影响。

即使是同一地物，如果时相不同，由于图像增益与偏置以及天顶角有可能不一样，其 DN值也会有变化。所以图像亮度值不适用于多景，不同时相的图像来进行蚀变信息提取。也有一些研究者通过（5-3）式求取每一景图像中像元在大气层顶部的反射率（也叫表观 反射率）以消除成像时传感器带来的影响，经过简单的大气校正，将表观反射率转为视反 射率图像来进行蚀变信息提取。虽取得了不错的效果，但其应用效果仍是基于同一景图像 的数据。

在对多景不同时相的ETM数据进行区域蚀变信息提取时，首先要对从数据接收站订 购的图像数据进行辐射定标处理，以消除传感增益与偏置的影响；其次要进行大气校正，以消除大气的影响。