主讲教师：秦其明主讲教师：秦其明北京大学地球与空间科学学院北京大学地球与空间科学学院第八章第八章定量遥感基础定量遥感基础
《
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遥感概论遥感概论
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》
课程课程本节主要目录本节主要目录
? 定量遥感基础定量遥感基础
? 遥感信息模型遥感信息模型
? 定量遥感主要研究内容定量遥感主要研究内容定量遥感基础定量遥感基础
? 利用遥感器获取的地表地物的电磁波信息，在计算利用遥感器获取的地表地物的电磁波信息，在计算机系统支持下，通过数学的或物理的模型将遥感信机系统支持下，通过数学的或物理的模型将遥感信息与观测地表目标参量联系起来，定量地反演或推息与观测地表目标参量联系起来，定量地反演或推算出某些地学、生物学及大气等目标参量，是当前算出某些地学、生物学及大气等目标参量，是当前遥感发展的前沿。定量遥感分为：
遥感发展的前沿。定量遥感分为：
- 可见光、近红外波段的定量遥感可见光、近红外波段的定量遥感
－
－
热红外波段的定量遥感热红外波段的定量遥感
－
－
微波遥感的对地观测微波遥感的对地观测可见光、近红外波段定量遥感基础可见光、近红外波段定量遥感基础
? 遥感的基本过程可以看作是电磁波与大气相互作用过程以及电磁波与地表的相互作用过程的叠加。
–电磁波与大气相互作用形成大气效应。大气效应是电磁辐射在太阳-目标物-传感器系统的传输过程中受到大气分子、水气、气溶胶和尘粒等散射、吸收和折射等影响
–地表非朗伯体特性，大多数情况下的地面物质都不是均一的朗伯体，朗伯体的假设给计算带来很大的误差，用地表的二向反射率分布函数（BRDF）来描述地表的非朗伯体特性可见光、近红外波段定量遥感基础可见光、近红外波段定量遥感基础
? 测定地表温度和比测定地表温度和比辐射率辐射率
? 传感器所测量的量传感器所测量的量是辐射能是辐射能热红外波段的定量遥感基础热红外波段的定量遥感基础地表温度、比辐射率大气吸收、散射和发射大气热红外波段的定量遥感基础热红外波段的定量遥感基础
? 在热学中，温度是物质分子热运动平均动能的量度，描述了物质内部分子热运动的剧烈程度。正是由于物质内部微观粒子的运动导致了物质向外发射电磁波，即热辐射
? 热红外波段遥感测量的正是地表物质的热辐射。
地球环境的代表性温度为300K，它对应的接近
10μm，正接近热红外大气窗口区
? 对于非黑体而言，由于其辐射亮度受自身比辐射率的影响，所以比辐射率是联系亮温与真实温度的桥梁微波遥感的对地观测基础微波遥感的对地观测基础
? 合成孔径雷达二维成像过程是通过安装在运动平合成孔径雷达二维成像过程是通过安装在运动平台上的雷达天线不断地发射脉冲信号台上的雷达天线不断地发射脉冲信号
,接受它们在接受它们在地面的回波信号地面的回波信号
,经信号的成像处理形成二维经信号的成像处理形成二维
SAR
影像影像
,影像中的每一像素的幅度只与目标的后向散影像中的每一像素的幅度只与目标的后向散射系数有关射系数有关
? 随着应用的需要，不仅希望得到随着应用的需要，不仅希望得到
SAR照射场景的二照射场景的二维信息，而且希望能得到该区域的高度信息维信息，而且希望能得到该区域的高度信息
? 获取地表形态垂直变化的遥感测量传感器主要有获取地表形态垂直变化的遥感测量传感器主要有干涉雷达，即干涉测量合成孔径雷达干涉雷达，即干涉测量合成孔径雷达定量遥感主要研究内容定量遥感主要研究内容
? 遥感器定标遥感器定标
? 大气纠正大气纠正
? 定量遥感模型定量遥感模型
? 尺度效应与混合像元分解尺度效应与混合像元分解
? 多角度遥感多角度遥感遥感器定标遥感器定标
? 遥感器定标是指建立遥感器每个探测元件所输出信遥感器定标是指建立遥感器每个探测元件所输出信号的数值量化值与该探测器对应像元内的实际地物号的数值量化值与该探测器对应像元内的实际地物辐射亮度值之间的定量关系辐射亮度值之间的定量关系
? 由于卫星运行时所获取的遥感信息受到诸多因素影由于卫星运行时所获取的遥感信息受到诸多因素影响，如遥感器系统的畸变、大气传播的干扰、地形响，如遥感器系统的畸变、大气传播的干扰、地形影响等都会造成遥感器采集到的辐射能量与目标地影响等都会造成遥感器采集到的辐射能量与目标地物实际的辐射能量之间存在较大偏差物实际的辐射能量之间存在较大偏差
? 遥感器定标是遥感数据定量化处理中的最基本环节，
遥感器定标是遥感数据定量化处理中的最基本环节，
遥感器的定标精度直接影响到遥感数据的可靠性和遥感器的定标精度直接影响到遥感数据的可靠性和精度精度
–
–
遥感器实验室定标遥感器实验室定标
–
–
遥感器星上内定标遥感器星上内定标
–
–
遥感器场地外定标遥感器场地外定标遥感器实验室定标遥感器实验室定标
? 是指对比分析与研究空中遥感器接收到的电磁波能量信是指对比分析与研究空中遥感器接收到的电磁波能量信号与地物光谱仪接收到的电磁波能量信号的定量关系，
号与地物光谱仪接收到的电磁波能量信号的定量关系，
以及电磁波能量信号与地物的物理特性的关系，以便对以及电磁波能量信号与地物的物理特性的关系，以便对获取的空中遥感器信号进行纠正。
获取的空中遥感器信号进行纠正。
? 遥感器实验室定标主要包括光谱定标与辐射定标两大部遥感器实验室定标主要包括光谱定标与辐射定标两大部分。
分。
－光谱定标是测量遥感器随入射辐射波长变化的响应。
－光谱定标是测量遥感器随入射辐射波长变化的响应。
－辐射定标用以确定遥感器入瞳处的准确辐射数值。
－辐射定标用以确定遥感器入瞳处的准确辐射数值。
遥感器星上遥感器星上内内定标定标
? 卫星发射后，探测探测器元件 老化或者工作卫星发射后，探测探测器元件 老化或者工作温度变化都会影响到遥感器的 响应，因此需温度变化都会影响到遥感器的 响应，因此需要遥感器星上内定标。
要遥感器星上内定标。
? 星上内定标主要是绝对辐射定 标，在可见光星上内定标主要是绝对辐射定 标，在可见光和反射红外区采用电光源（灯 定标）和太阳和反射红外区采用电光源（灯 定标）和太阳光（太阳定标）作为高温的标 准辐射源，在光（太阳定标）作为高温的标 准辐射源，在热红外区采用卫星上的标准黑体（黑体定标）
热红外区采用卫星上的标准黑体（黑体定标）
作为高温的标准辐射源，以宇 宙空间作为低作为高温的标准辐射源，以宇 宙空间作为低温标准辐射源。
温标准辐射源。
遥感器场地外定标遥感器场地外定标
? 是在遥感器飞越辐射定标场上空时，在定标是在遥感器飞越辐射定标场上空时，在定标扬选择若干像元区，测量遥感器对应的各波扬选择若干像元区，测量遥感器对应的各波段地物的光谱反射率和大气光谱参量，并利段地物的光谱反射率和大气光谱参量，并利用大气辐射传输模型给出遥感器入瞳处各光用大气辐射传输模型给出遥感器入瞳处各光谱带的辐射亮度，最后确定它与遥感器对应谱带的辐射亮度，最后确定它与遥感器对应输出的数字量化的数量关系，求解定标系数，
输出的数字量化的数量关系，求解定标系数，
并进行误差分析。
并进行误差分析。
? 通过地面辐射场地外定标对于提高辐射定标通过地面辐射场地外定标对于提高辐射定标精度具有重要意义，这因为场地外定标方法精度具有重要意义，这因为场地外定标方法可以实现全孔径、全视场、全动态范围的定可以实现全孔径、全视场、全动态范围的定标，并考虑到大气传输和环境的影响。
标，并考虑到大气传输和环境的影响。
? 该定标方法可以实现在遥感器运行状态下与该定标方法可以实现在遥感器运行状态下与获取地面图像完全相同条件下的绝对订正。
获取地面图像完全相同条件下的绝对订正。
大气校正大气校正
–
–
大气校正是消除遥感图像在大气传输中所引起大气校正是消除遥感图像在大气传输中所引起质量退化的一种图像处理方法。对于一个已经质量退化的一种图像处理方法。对于一个已经经过绝对辐射标定的遥感图像，还必须经过大经过绝对辐射标定的遥感图像，还必须经过大气校正才可以得到地表目标的正确信息气校正才可以得到地表目标的正确信息
–
–
由于遥感器在空中获取地表信息过程中，受到由于遥感器在空中获取地表信息过程中，受到大气分子、气溶胶和云粒子等大气成份的吸收大气分子、气溶胶和云粒子等大气成份的吸收与散射的影响，以及大气中水汽和气溶胶含量与散射的影响，以及大气中水汽和气溶胶含量具有很大的时空变化特性，其结果是目标反射具有很大的时空变化特性，其结果是目标反射辐射能量被衰减，空间分布被改变，部分和目辐射能量被衰减，空间分布被改变，部分和目标物无关的大气散射辐射进入遥感器视场标物无关的大气散射辐射进入遥感器视场大气校正方法大气校正方法
? 实验方法实验方法
–
–
直方图调整法（
直方图调整法（
Histogram Matching）
）
–
–
黑暗目标法黑暗目标法
(Dark Object Method)
–
–
固定目标法（
固定目标法（
Invariant Object）
）
–
–
对比减少法（
对比减少法（
Contrast Reduction）
）
–
–
查找表法查找表法
LUT(Look Up Table)
? 理论方法理论方法
–
–
LOWTRAN（
（
Low Resolution Transmission）
）
–
–
MODTARN（
（
Moderate Resolution Transmission）
）
–
–
SHARC（
（
Standard High Altitude Radiation Code）
）
–
–
ATCOR（
（
A Spatially-Adaptive Fast Atmospheric
Correction）
）
–
–
6S(Second Simulation of Satellite Signal in the
Solar Spectrum)
大气校正实验方法大气校正实验方法
–
–
直方图调整（
直方图调整（
Histogram Matching）
）
假设清楚目标和模糊目标反射率直方图是一样的，在假设清楚目标和模糊目标反射率直方图是一样的，在图像中找到清楚的目标，用清楚目标的反射率直方图像中找到清楚的目标，用清楚目标的反射率直方图来调整模糊目标的反射率直方图。常用的图像处图来调整模糊目标的反射率直方图。常用的图像处理软理软
PCI，
，
EARDAS等使用了此方法。
等使用了此方法。
优点：简单、实用。
优点：简单、实用。
缺点：
缺点：
1）对于由具有不同反射特征的目标物组成的
）对于由具有不同反射特征的目标物组成的混合像元，以上假设是不成立的；
混合像元，以上假设是不成立的；
2）气溶胶空间
）气溶胶空间分布变化大时，此方法校正结果不正确。
分布变化大时，此方法校正结果不正确。
大气校正实验方法大气校正实验方法
–
–
黑暗目标法黑暗目标法
(Dark Object Method)
若图像中存在浓密植被或水体，它们在可见光（浓密若图像中存在浓密植被或水体，它们在可见光（浓密植被）和红外（水体）具有低反射，根据其在此特植被）和红外（水体）具有低反射，根据其在此特征波段的反射率和其他波段反射率之间的相关关系，
征波段的反射率和其他波段反射率之间的相关关系，
进行大气校正。比如，在进行大气校正。比如，在
ETM＋
＋
/TM7波段（
波段（
2.1um）
）
左右水体反射率应该为零，但由于大气效应往往是左右水体反射率应该为零，但由于大气效应往往是非零，确定此差距，用来可以移除其他波段像元中非零，确定此差距，用来可以移除其他波段像元中的大气干扰。
的大气干扰。
优点：此方法方便，目前在中分辨率成像光谱仪优点：此方法方便，目前在中分辨率成像光谱仪
MODIS、
、
MERIS等数据处理中广泛使用。
等数据处理中广泛使用。
缺点：图像中没有大范围分布的浓密植被或水体存在,
缺点：图像中没有大范围分布的浓密植被或水体存在,
比如北半球冬天的图像或沙漠的图像，方法无法使比如北半球冬天的图像或沙漠的图像，方法无法使用。
用。
大气校正实验方法大气校正实验方法
–
–
固定目标法（
固定目标法（
Invariant Object）
）
假设图像中某像元反射率已知或假设图像中某像元反射率已知或
“
“
固定固定
”
”
，利用这
，利用这些像元反射率和各波段光谱反射率之间的线性关系，
些像元反射率和各波段光谱反射率之间的线性关系，
可对整个图像进行校正和均一化。
可对整个图像进行校正和均一化。
如果得到卫星同步的地面观测反射率数据，此方法如果得到卫星同步的地面观测反射率数据，此方法是绝对大气校正方法。
是绝对大气校正方法。
－
－
对比减少法（
对比减少法（
Contrast Reduction）
）
地表反射率稳定的区域，若不同时期获取的卫星信地表反射率稳定的区域，若不同时期获取的卫星信号发生变化，说明该区大气光学特征发生了变化。
号发生变化，说明该区大气光学特征发生了变化。
这样，变化差值可用于反演大气气溶胶厚度。但由这样，变化差值可用于反演大气气溶胶厚度。但由于地表反射率是一般随时间和空间变化的，
于地表反射率是一般随时间和空间变化的，
稳定稳定地表反射率假设限制了其广泛实用性。
地表反射率假设限制了其广泛实用性。
大气校正实验方法大气校正实验方法
－查找表法
－查找表法
LUT(Look Up Table)
是指利用辐射传输模型事先计算不同大气是指利用辐射传输模型事先计算不同大气条件下的气溶胶光学厚度、单次散射反照条件下的气溶胶光学厚度、单次散射反照率和相函数等，形成查找表，以便在进行率和相函数等，形成查找表，以便在进行校正时调入使用。
校正时调入使用。
大气校正理论方法大气校正理论方法实验方法依赖于某种假设或实测数据，其适用性实验方法依赖于某种假设或实测数据，其适用性受到了限制。对大气－地表－遥感器之间的辐射受到了限制。对大气－地表－遥感器之间的辐射传输过程进行模拟，可以模拟出卫星同步的大气传输过程进行模拟，可以模拟出卫星同步的大气参数和地表的真实反射率，常用的有参数和地表的真实反射率，常用的有
MODTRAN和和
6S。
。
大气校正理论方法大气校正理论方法
–
–
MODTARN（
（
Moderate Resolution Transmission）
）
MODTRAN是由美国空军地球物理实验室（
是由美国空军地球物理实验室（
AFGL）开发
）开发的计算大气透过率及辐射的软件包。
的计算大气透过率及辐射的软件包。
MODTRAN从从
LOWTRAN发展而来，提高了发展而来，提高了
LOWTRAN的光谱分辨率。当的光谱分辨率。当前最新的版本是前最新的版本是
MODTRAN4。
。
MODTRAN的基本算法包括的基本算法包括透过率计算，多次散射处理和几何路径计算等。需要透过率计算，多次散射处理和几何路径计算等。需要输入的参数有四类：计算模式，大气参数，气溶胶参输入的参数有四类：计算模式，大气参数，气溶胶参数和云模式。
数和云模式。
MODTRAN有四种计算模式：透过率，热有四种计算模式：透过率，热辐射，包括太阳或月亮的单次散射的辐射率，直射太辐射，包括太阳或月亮的单次散射的辐射率，直射太阳辐照度计算。用阳辐照度计算。用
MODTRAN进行大气纠正的一般步骤进行大气纠正的一般步骤是：首先输入反射率，运行是：首先输入反射率，运行
MODTRAN得到大气层顶得到大气层顶
（
（
TOA）光谱辐射，解得相关参数；然后利用这些参
）光谱辐射，解得相关参数；然后利用这些参数带入公式进行大气纠正。
数带入公式进行大气纠正。
大气校正理论方法大气校正理论方法
6S描述了大气如何影响辐射在太阳－地表－遥感器之间描述了大气如何影响辐射在太阳－地表－遥感器之间的传输。需要输入的参数有：几何参数（遥感器类型、
的传输。需要输入的参数有：几何参数（遥感器类型、
成像年月日和经纬度；大气中的水和臭氧浓度；气溶胶成像年月日和经纬度；大气中的水和臭氧浓度；气溶胶浓度；辐射条件、观测波段和海拔高度；地表覆盖类型浓度；辐射条件、观测波段和海拔高度；地表覆盖类型和反射率。
和反射率。
6S预先设置了预先设置了
50多种波段模型，包括多种波段模型，包括
MODIS，
，
AVHRR，
，
TM等常见传感器的可见光近红外波段。
等常见传感器的可见光近红外波段。
大气校正理论方法大气校正理论方法和和
MODTRAN比较，
比较，
MODTRAN解决的是正问题，给出反射率，
解决的是正问题，给出反射率，
MODTRAN能计算出大气层顶辐射；
能计算出大气层顶辐射；
6S解决的是反问题，
解决的是反问题，
给出大气层顶辐射，计算地表的反射率。
给出大气层顶辐射，计算地表的反射率。
MODTRAN可以可以计算的波段范围是计算的波段范围是
0.20um到无穷，而到无穷，而
6S只能计算太阳反只能计算太阳反射光谱波段（
射光谱波段（
0.25－
－
4.0um）的大气传输参数，两者进
）的大气传输参数，两者进行大气纠正的操作也不相同，
行大气纠正的操作也不相同，
MODTRAN得到大气传输参得到大气传输参数，需要带入传输公式，得到校正后的反射率；
数，需要带入传输公式，得到校正后的反射率；
6S输入输入表观反射率，直接能得到校正后的地面反射率。
表观反射率，直接能得到校正后的地面反射率。
ETM+ 图像的大气校正图像的大气校正大气校正后大气校正后大气校正前大气校正前引自引自
Liang,Jan,14,2004，
，
Beijing University
AVIRIS 图像的大气校正图像的大气校正大气校正前大气校正前大气校正后大气校正后引自引自
Liang,Jan,14,2004，
，
Beijing University
定量遥感模型定量遥感模型
? 是从抽取遥感专题信息的应用需要出发，是从抽取遥感专题信息的应用需要出发，
对遥感信息形成过程进行模拟、统计、抽对遥感信息形成过程进行模拟、统计、抽象或简化，最后用文字、数学公式或者其象或简化，最后用文字、数学公式或者其他的符号系统表达出来。
他的符号系统表达出来。
? 定量遥感模型概括起来分为三类定量遥感模型概括起来分为三类
,
9 物理模型物理模型
9 统计模型统计模型
9 半经验模型半经验模型物理模型物理模型
–
–
根据物理学原理建立的模型，模型中参根据物理学原理建立的模型，模型中参数具有明确的物理意义，模型通常采用数具有明确的物理意义，模型通常采用数学公式描述。
数学公式描述。
–
–
此类模型通常是非线性的，方程复杂、
此类模型通常是非线性的，方程复杂、
输入参数多、实用性较差，为了求解通输入参数多、实用性较差，为了求解通常对多个非主要因素进行忽略或假定。
常对多个非主要因素进行忽略或假定。
–
–
常见的常见的
“
“
物理模型物理模型
”
”
有植被二向性反射有植被二向性反射的辐射传输模型、几何光学模型等的辐射传输模型、几何光学模型等统计模型统计模型
–
–
又称为又称为
“
“
经验模型经验模型
”
”
，其建模思路是对
，其建模思路是对一系列观测数据作经验性的统计描述，
一系列观测数据作经验性的统计描述，
或者进行相关分析，建立遥感参数与地或者进行相关分析，建立遥感参数与地面观测数据之间的回归方程。
面观测数据之间的回归方程。
–
–
优点是简便、适用性强，参数较少。
优点是简便、适用性强，参数较少。
–
–
弱点是理论基础不完备，缺乏对物理机弱点是理论基础不完备，缺乏对物理机理的足够理解和认识，代表性差，模型理的足够理解和认识，代表性差，模型应用受到区域实用性的限制应用受到区域实用性的限制半经验模型半经验模型
–
–
综合统计模型和物理模型的优点产生的综合统计模型和物理模型的优点产生的
–
–
“
“
半经验模型半经验模型
”
”
建模思路既考虑模型建模思路既考虑模型的定性物理含义，又采用经验参数建模的定性物理含义，又采用经验参数建模
–
–
有代表性的有代表性的
“
“
半经验模型半经验模型
”
”
有有
Rahman的的地表二向反射模型等地表二向反射模型等定量遥感模型定量遥感模型
? 辐射传输模型
? 几何光学模型及其应用
? 混合模型
? 计算机模拟模型辐射传输模型辐射传输模型
? 辐射传输模型的理论基础是辐射传输理论，
描述光辐射和粒子（包括电子、质子、中子等基本粒子）在介质中传播的规律。其核心为辐射传输方程，即：
()
()
dI s
K IJ
ds
=
I代表代表
S方向的光强度，
方向的光强度，
K为体积削弱系数，
为体积削弱系数，
J代表源函数代表源函数几何光学模型几何光学模型
? 几何光学模型主要考虑地表的宏观几何结构，把地表假设几何光学模型主要考虑地表的宏观几何结构，把地表假设为具有已知几何形状和光学性质，按一定方式排列的几何为具有已知几何形状和光学性质，按一定方式排列的几何体，通过分析几何体对光线的截获和遮阴及地表面的反射体，通过分析几何体对光线的截获和遮阴及地表面的反射来确定植冠的方向反射（赵英时等，
来确定植冠的方向反射（赵英时等，
2003）。
）。
? 代表性的有代表性的有 Li－－ Strahler GOMS 模型模型
(),(),() ()
()
cos cos
sr
A
ri
Rs rs I s is I sds
BRDF K I J
A θθ
< >< >?
= =
∫
ds表示地表或树冠表面的面积元，
表示地表或树冠表面的面积元，
R（
（
s）是该面积元的的反射率，
）是该面积元的的反射率，
（
（
i，
，
s）和（
）和（
r，
，
s）分别代表
）分别代表
ds的法矢量与入射及观察的方向矢的法矢量与入射及观察的方向矢量夹角的余弦，
量夹角的余弦，
Ii（
（
s）表示受阳光直照与否的指数，数值为
）表示受阳光直照与否的指数，数值为
1
（受直照）或
（受直照）或
0，
，
Ir（
（
s）是
）是
ds是否直接在观察者视场内的指数，
是否直接在观察者视场内的指数，
为为
1（直接可见）或
（直接可见）或
0，
，
A是视场（
是视场（
FOV）在水平地面的投影。
）在水平地面的投影。
混合模型混合模型
? 李小文等在李小文等在 1994年发展了植被年发展了植被 BRDF几何光学与辐射传输几几何光学与辐射传输几何模型何模型
(GORT)，试图综合用几何光学模型（
，试图综合用几何光学模型（
GO）在解释树
）在解释树冠阴影和辐射传输模型（
冠阴影和辐射传输模型（
RT）在解释对此散射上各自的优
）在解释对此散射上各自的优势。
势。
GORT模型在解释林下辐照及总反射上比较成功，但当模型在解释林下辐照及总反射上比较成功，但当树冠浓密时，有过高估计对此散射的各向同性的倾向，从树冠浓密时，有过高估计对此散射的各向同性的倾向，从而导致偏亮的阴影。
而导致偏亮的阴影。
sggccttzz
LKLKLKLKL=+++
Ls为传感器所接收到的辐射亮度；
为传感器所接收到的辐射亮度；
Lg为地表光照面所产生的亮度；
为地表光照面所产生的亮度；
Lc为树冠光照面所产生的亮度；
为树冠光照面所产生的亮度；
Lt为树冠的阴影所产生的亮度；
为树冠的阴影所产生的亮度；
Lz为地表的阴影所产生的亮度；
为地表的阴影所产生的亮度；
Kg,Kc,Kt,Kz 分别为地表光照面、
分别为地表光照面、
树冠光照面、树冠阴影面、地表阴影面在视场内的所占的面积比树冠光照面、树冠阴影面、地表阴影面在视场内的所占的面积比例例计算机模拟模型计算机模拟模型
? 计算机模拟模型是指为研究的物理过程营造一些概计算机模拟模型是指为研究的物理过程营造一些概率模型，进行随即模拟和统计试验，通过估算这些率模型，进行随即模拟和统计试验，通过估算这些模型的近似解的数值方法，蒙特卡罗模型的近似解的数值方法，蒙特卡罗
(Monte Carlo)
方法。
方法。
? 蒙特卡罗蒙特卡罗 (Monte Carlo)方法，或称计算机随机模方法，或称计算机随机模拟方法，是一种基于拟方法，是一种基于
“
“
随机数随机数
”
”
的计算方法。这一的计算方法。这一方法源于美国在第一次世界大战进研制原子弹的方法源于美国在第一次世界大战进研制原子弹的
“
“
曼哈顿计划曼哈顿计划
”
”
，目前在遥感信息领域广泛使用。
，目前在遥感信息领域广泛使用。
尺度效应问题尺度效应问题
–
–
遥感图像像元所对应的地表单元具有从小于遥感图像像元所对应的地表单元具有从小于
1
米到数千米的不同尺度的空间分辨率。这些不米到数千米的不同尺度的空间分辨率。这些不同尺度的像元，反映出的同一地表物体的信息同尺度的像元，反映出的同一地表物体的信息量是不同的，其空间异质性程度因尺度不同而量是不同的，其空间异质性程度因尺度不同而有明显差异有明显差异
–
–
在某一个尺度上观测到的性质，总结的定理和在某一个尺度上观测到的性质，总结的定理和定律，在另一个尺度上不一定有效，需要验证定律，在另一个尺度上不一定有效，需要验证与修正与修正
–
–
尺度效应研究应该根据定量遥感反演需求确定尺度效应研究应该根据定量遥感反演需求确定不同的空间尺度，着重研究不同尺度信息的空不同的空间尺度，着重研究不同尺度信息的空间异质性的特点，尺度变化对信息量、信息分间异质性的特点，尺度变化对信息量、信息分析模型和信息处理结果的影响，并进行尺度转析模型和信息处理结果的影响，并进行尺度转换的定量描述换的定量描述混合像元分解混合像元分解
–
–
若像元只包含了一种类型，则为纯像元，像元中包若像元只包含了一种类型，则为纯像元，像元中包括两种或两种以上地物类型，称为混合像元括两种或两种以上地物类型，称为混合像元
–
–
从任一空间分辨率角度看，陆地表面在遥感像元尺从任一空间分辨率角度看，陆地表面在遥感像元尺度上总是混合像元，需要对其进行分解，进入像元内度上总是混合像元，需要对其进行分解，进入像元内部，求得这些亚像元所占的比例。常用的方法为随即部，求得这些亚像元所占的比例。常用的方法为随即几何模型几何模型
1
n
ikiki
k
RfRε
=
= +
∑
Ri为混合像元反射率，
为混合像元反射率，
fi目标物在像元中的面积比例目标物在像元中的面积比例
,Rik为为该目标的反射率该目标的反射率
,ε
ε
误差系数误差系数多角度遥感多角度遥感
? 多角度遥感是指从两个以上的观测方向对下垫面进行多角度遥感是指从两个以上的观测方向对下垫面进行观测，从不同的视角获取地表物信息。
观测，从不同的视角获取地表物信息。
? 单一方向的遥感只能得到地面目标一个方向的信息，单一方向的遥感只能得到地面目标一个方向的信息，
缺乏足够的信息推断目标的时空特征，从而使定量遥缺乏足够的信息推断目标的时空特征，从而使定量遥感非常困难感非常困难
? 多角度对地观测通过对目标进行多个方向的观测，获多角度对地观测通过对目标进行多个方向的观测，获得更为详细可靠的地表三维空间信息，可以提高地表得更为详细可靠的地表三维空间信息，可以提高地表目标物的解译精度和参数反演的准确度目标物的解译精度和参数反演的准确度定量遥感建模定量遥感建模
? 定量遥感建模的一般步骤定量遥感建模的一般步骤
–
–
模型准备模型准备
–
–
模型假设模型假设
–
–
模型形成模型形成
–
–
模型求解模型求解
–
–
模型分析模型分析
–
–
模型检验模型检验
–
–
模型应用模型应用
? 由于实际问题的复杂性和建模过程的针对性，以由于实际问题的复杂性和建模过程的针对性，以上步骤可以根据实际建模要求调整上步骤可以根据实际建模要求调整定量遥感建模定量遥感建模
? 模型是解决问题的工具模型是解决问题的工具
,在利用遥感技术解在利用遥感技术解决问题时通常需要建立模型决问题时通常需要建立模型
? 模型是联系遥感可测参数（辐射强度、偏模型是联系遥感可测参数（辐射强度、偏振、相位）与实际应用中所需参数的纽带振、相位）与实际应用中所需参数的纽带和桥梁和桥梁
? 遥感建模分为两类：
遥感建模分为两类：
–
–
正演模型正演模型
–
–
反演模型反演模型正演模型正演模型
–
–
已知地表上每一类目标地物的固有波谱特性等已知地表上每一类目标地物的固有波谱特性等参数和大气各种参数，求出观测目标区域所有参数和大气各种参数，求出观测目标区域所有目标地物的电磁波（反射）辐射强度，称为正目标地物的电磁波（反射）辐射强度，称为正演建模问题，即前向建模问题。
演建模问题，即前向建模问题。
–
–
正演建模是从遥感机理出发，用数学物理模型正演建模是从遥感机理出发，用数学物理模型来描述电磁波传播过程，揭示电磁波与地表物来描述电磁波传播过程，揭示电磁波与地表物质之间的相互作用规律，在此基础上形成遥感质之间的相互作用规律，在此基础上形成遥感信息模型信息模型反演模型反演模型
–
–
已知观测目标区域所有目标地物的电磁波（反射）
已知观测目标区域所有目标地物的电磁波（反射）
辐射强度，求出不同尺度上辐射源、大气、地表辐射强度，求出不同尺度上辐射源、大气、地表物和遥感器有关的任一参数，则称为反演建模问物和遥感器有关的任一参数，则称为反演建模问题题
–
–
对反演建模进行求解，称为反演对反演建模进行求解，称为反演
,即从测量到的现即从测量到的现象推求未知的原因或参数。遥感参数反演就是利象推求未知的原因或参数。遥感参数反演就是利用从地表地物接收到的电磁波信息，依据一定的用从地表地物接收到的电磁波信息，依据一定的计算模型，利用遥感影像成像时的各种环境参数计算模型，利用遥感影像成像时的各种环境参数如大气状况、成像时间等信息计算出大气和地表如大气状况、成像时间等信息计算出大气和地表目标物的相关物理参数如温度、叶面积指数等目标物的相关物理参数如温度、叶面积指数等定量遥感模型应用定量遥感模型应用
? 植被参数反演植被参数反演
? 反照率反演反照率反演
? 陆面温度反演陆面温度反演植被参数反演植被参数反演
? NDVI是对地表植被状况的简单、有效的度是对地表植被状况的简单、有效的度量，通过两个或多个光谱观测通道组合得量，通过两个或多个光谱观测通道组合得到：
到：
nir red
nir red
R R
NDVI
R R
=
+
Rnir和和
Rred分别为近红外和红光波段的反射率分别为近红外和红光波段的反射率植被参数反演植被参数反演
? 叶面积指数叶面积指数 LAI(Leaf Area Index)是指单位地表是指单位地表面面积上的单个侧面的所有绿色叶面积之和。
面面积上的单个侧面的所有绿色叶面积之和。
Atmosphere - corrected
reflectance images
and angle images
BRDF Model
BRDF normalized
reflectance images
LAI algorithm
LAI image
Land cover
image
Background
image
R为植被与土壤混合反射率，
为植被与土壤混合反射率，
Rv
为土壤反射率为土壤反射率
，
，
Rs为植被覆盖为植被覆盖的反射率的反射率
，
，
k为待定系数为待定系数
1
ln[ ] (Pr,1993)
2
v
sv
RR
LAI ice
kRR
=?
全 球 NDVI 连续变化（2002年9月 —12月）
引自定量遥感讲义，Jing M,Chen,2004
反照率反演反照率反演
? 反照率是在反射体表面半球空间的全部短波反照率是在反射体表面半球空间的全部短波波段（
波段（
0.30--5.0 um）反射辐射通量与总入
）反射辐射通量与总入射辐射通量之比射辐射通量之比
? 地表反照率研究在揭示局部和区域气候形成地表反照率研究在揭示局部和区域气候形成的内在机制和中长期气候预报和全球变化研的内在机制和中长期气候预报和全球变化研究中具有重要的意义究中具有重要的意义
? 反照率的计算包括辐射纠正、大气校正、光反照率的计算包括辐射纠正、大气校正、光谱反照率的计算和光谱反照率向宽波段反照谱反照率的计算和光谱反照率向宽波段反照率的转换等步骤率的转换等步骤反照率计算流程反照率计算流程辐射订正和大气校正地表反射率光谱反照率
BRDF 各向异性订正窄波段向宽波段转换遥感数据地表宽波段反照率青藏高原地表反照率分布图青藏高原地表反照率分布图
ETM＋地表宽波段反照率，北京，2001年4月17日，北京大学遥感所陆地温度反演
?陆地表面温度反演的方法有两大类：陆地表面温度反演的方法有两大类：
?实验方法是在实际工作中利用地面定标，实测处实验方法是在实际工作中利用地面定标，实测处在卫星传感器过境时的地面温度，建立图像灰度在卫星传感器过境时的地面温度，建立图像灰度值和地面温度的回归方程，求出地面温度图像；
值和地面温度的回归方程，求出地面温度图像；
?理论方法是通过求解辐射传输方程，消除大气影理论方法是通过求解辐射传输方程，消除大气影响，求出陆地表面温度如分裂窗法响，求出陆地表面温度如分裂窗法
?下式为基于下式为基于 NOAA/AVHRR数据的温度反演算法：数据的温度反演算法：
4
445 545
3.5
[ 3.33( )]( ) 0.75 ( )
4.5
LST T T T T
ε
ε ε
+
=+? +?
LST是地表温度，
是地表温度，
T4，
，
T5分别为分别为
NOAA/AVHRR第第
4，
，
5通道亮度温通道亮度温度，
度，
ε
ε
4，
，
ε
ε
5分别为分别为第第
4，
，
5通道通道发射率发射率陆面温度反演技术流程图数据预处理遥感图像发射率获取温度反演辐射纠正几何精校正
NIR/Vis大气校正
Atm,Correction TIR
NDVI 或分类法分裂窗口法辐射传输方程
Examples of the Global MODIS LST Product
(daytime 3 Aug 2001)
250K 340K
(nighttime 3 Aug 2001)
240K 310K
来自MODIS产品网站：http://edcdaac.usgs.gov/modis/dataproducts.asp
MODIS数据反演的2001 年全球月平均地表温度来自MODIS产品网站：http://edcdaac.usgs.gov/modis/dataproducts.asp
? 干涉成象雷达干涉成象雷达
(InSAR)就是利用就是利用
SAR两次成象观两次成象观测的相位差，按照一定的几何关系进行变换，
测的相位差，按照一定的几何关系进行变换，
可以得到观测区域的地形高度可以得到观测区域的地形高度
? INSAR技术原理是通过两副天线同时观测（单技术原理是通过两副天线同时观测（单轨模式），或两次平行观测（重复轨道模式），
轨模式），或两次平行观测（重复轨道模式），
获取地面同一景观的复数影像对。由于目标与获取地面同一景观的复数影像对。由于目标与天线位置的几何关系，在复图像上产生相位差，
天线位置的几何关系，在复图像上产生相位差，
形成干涉条纹图形成干涉条纹图
? 干涉条纹图包含了斜距向上的点与两天线位置干涉条纹图包含了斜距向上的点与两天线位置之差的精确信息之差的精确信息
InSAR测量地面高程
? 利用传感器高度，雷达波长，波束视向及利用传感器高度，雷达波长，波束视向及天线基线距之间的几何关系，可以精确地天线基线距之间的几何关系，可以精确地测量出图像中每一点的三维位置测量出图像中每一点的三维位置
? 使用使用
2幅幅
SAR图像数据与图像数据与
DEM数据进行雷达差数据进行雷达差分干涉检测处理。
分干涉检测处理。
? 其处理流程为：
其处理流程为：
–
–
对两干涉相位图进行图像配准，两干涉相位图对两干涉相位图进行图像配准，两干涉相位图求差，同时进行利用已知的地面数字高程模型，
求差，同时进行利用已知的地面数字高程模型，
根据成像关系合成一副干涉图，在此基础上进根据成像关系合成一副干涉图，在此基础上进行地形相位改正，用此干涉图减去原来的干涉行地形相位改正，用此干涉图减去原来的干涉图，去除地形的影响，生成差分干涉图，通过图，去除地形的影响，生成差分干涉图，通过相位解缠，得到解缠相位图，然后进行相位到相位解缠，得到解缠相位图，然后进行相位到位移的变换，得到位移图。
位移的变换，得到位移图。
干涉雷达测量地形干涉雷达测量地形
Landers Earthquake,April 24,1992
Kliuchevskoi Volcano in Kamchatka (Russian Siberia) as
captured by SIR-C in 3 polarization modes
Kliuchevskoi Volcano in Kamchatka (Russian Siberia) as
captured by SIR-C in 3 polarization modes
AIRSAR/TOPSAR,from which a multiband perspective view
of the mountains just north of JPL's home in Pasadena,Calif
AIRSAR/TOPSAR,from which a multiband perspective view
of the mountains just north of JPL's home in Pasadena,Calif
ASTER
美国美国
SRTM雷达地表影像（
雷达地表影像（
2000，
，
2）
）
《
《
遥感概论遥感概论
》
》
课程课程本节主要目录本节主要目录
? 定量遥感基础定量遥感基础
? 遥感信息模型遥感信息模型
? 定量遥感主要研究内容定量遥感主要研究内容定量遥感基础定量遥感基础
? 利用遥感器获取的地表地物的电磁波信息，在计算利用遥感器获取的地表地物的电磁波信息，在计算机系统支持下，通过数学的或物理的模型将遥感信机系统支持下，通过数学的或物理的模型将遥感信息与观测地表目标参量联系起来，定量地反演或推息与观测地表目标参量联系起来，定量地反演或推算出某些地学、生物学及大气等目标参量，是当前算出某些地学、生物学及大气等目标参量，是当前遥感发展的前沿。定量遥感分为：
遥感发展的前沿。定量遥感分为：
- 可见光、近红外波段的定量遥感可见光、近红外波段的定量遥感
－
－
热红外波段的定量遥感热红外波段的定量遥感
－
－
微波遥感的对地观测微波遥感的对地观测可见光、近红外波段定量遥感基础可见光、近红外波段定量遥感基础
? 遥感的基本过程可以看作是电磁波与大气相互作用过程以及电磁波与地表的相互作用过程的叠加。
–电磁波与大气相互作用形成大气效应。大气效应是电磁辐射在太阳-目标物-传感器系统的传输过程中受到大气分子、水气、气溶胶和尘粒等散射、吸收和折射等影响
–地表非朗伯体特性，大多数情况下的地面物质都不是均一的朗伯体，朗伯体的假设给计算带来很大的误差，用地表的二向反射率分布函数（BRDF）来描述地表的非朗伯体特性可见光、近红外波段定量遥感基础可见光、近红外波段定量遥感基础
? 测定地表温度和比测定地表温度和比辐射率辐射率
? 传感器所测量的量传感器所测量的量是辐射能是辐射能热红外波段的定量遥感基础热红外波段的定量遥感基础地表温度、比辐射率大气吸收、散射和发射大气热红外波段的定量遥感基础热红外波段的定量遥感基础
? 在热学中，温度是物质分子热运动平均动能的量度，描述了物质内部分子热运动的剧烈程度。正是由于物质内部微观粒子的运动导致了物质向外发射电磁波，即热辐射
? 热红外波段遥感测量的正是地表物质的热辐射。
地球环境的代表性温度为300K，它对应的接近
10μm，正接近热红外大气窗口区
? 对于非黑体而言，由于其辐射亮度受自身比辐射率的影响，所以比辐射率是联系亮温与真实温度的桥梁微波遥感的对地观测基础微波遥感的对地观测基础
? 合成孔径雷达二维成像过程是通过安装在运动平合成孔径雷达二维成像过程是通过安装在运动平台上的雷达天线不断地发射脉冲信号台上的雷达天线不断地发射脉冲信号
,接受它们在接受它们在地面的回波信号地面的回波信号
,经信号的成像处理形成二维经信号的成像处理形成二维
SAR
影像影像
,影像中的每一像素的幅度只与目标的后向散影像中的每一像素的幅度只与目标的后向散射系数有关射系数有关
? 随着应用的需要，不仅希望得到随着应用的需要，不仅希望得到
SAR照射场景的二照射场景的二维信息，而且希望能得到该区域的高度信息维信息，而且希望能得到该区域的高度信息
? 获取地表形态垂直变化的遥感测量传感器主要有获取地表形态垂直变化的遥感测量传感器主要有干涉雷达，即干涉测量合成孔径雷达干涉雷达，即干涉测量合成孔径雷达定量遥感主要研究内容定量遥感主要研究内容
? 遥感器定标遥感器定标
? 大气纠正大气纠正
? 定量遥感模型定量遥感模型
? 尺度效应与混合像元分解尺度效应与混合像元分解
? 多角度遥感多角度遥感遥感器定标遥感器定标
? 遥感器定标是指建立遥感器每个探测元件所输出信遥感器定标是指建立遥感器每个探测元件所输出信号的数值量化值与该探测器对应像元内的实际地物号的数值量化值与该探测器对应像元内的实际地物辐射亮度值之间的定量关系辐射亮度值之间的定量关系
? 由于卫星运行时所获取的遥感信息受到诸多因素影由于卫星运行时所获取的遥感信息受到诸多因素影响，如遥感器系统的畸变、大气传播的干扰、地形响，如遥感器系统的畸变、大气传播的干扰、地形影响等都会造成遥感器采集到的辐射能量与目标地影响等都会造成遥感器采集到的辐射能量与目标地物实际的辐射能量之间存在较大偏差物实际的辐射能量之间存在较大偏差
? 遥感器定标是遥感数据定量化处理中的最基本环节，
遥感器定标是遥感数据定量化处理中的最基本环节，
遥感器的定标精度直接影响到遥感数据的可靠性和遥感器的定标精度直接影响到遥感数据的可靠性和精度精度
–
–
遥感器实验室定标遥感器实验室定标
–
–
遥感器星上内定标遥感器星上内定标
–
–
遥感器场地外定标遥感器场地外定标遥感器实验室定标遥感器实验室定标
? 是指对比分析与研究空中遥感器接收到的电磁波能量信是指对比分析与研究空中遥感器接收到的电磁波能量信号与地物光谱仪接收到的电磁波能量信号的定量关系，
号与地物光谱仪接收到的电磁波能量信号的定量关系，
以及电磁波能量信号与地物的物理特性的关系，以便对以及电磁波能量信号与地物的物理特性的关系，以便对获取的空中遥感器信号进行纠正。
获取的空中遥感器信号进行纠正。
? 遥感器实验室定标主要包括光谱定标与辐射定标两大部遥感器实验室定标主要包括光谱定标与辐射定标两大部分。
分。
－光谱定标是测量遥感器随入射辐射波长变化的响应。
－光谱定标是测量遥感器随入射辐射波长变化的响应。
－辐射定标用以确定遥感器入瞳处的准确辐射数值。
－辐射定标用以确定遥感器入瞳处的准确辐射数值。
遥感器星上遥感器星上内内定标定标
? 卫星发射后，探测探测器元件 老化或者工作卫星发射后，探测探测器元件 老化或者工作温度变化都会影响到遥感器的 响应，因此需温度变化都会影响到遥感器的 响应，因此需要遥感器星上内定标。
要遥感器星上内定标。
? 星上内定标主要是绝对辐射定 标，在可见光星上内定标主要是绝对辐射定 标，在可见光和反射红外区采用电光源（灯 定标）和太阳和反射红外区采用电光源（灯 定标）和太阳光（太阳定标）作为高温的标 准辐射源，在光（太阳定标）作为高温的标 准辐射源，在热红外区采用卫星上的标准黑体（黑体定标）
热红外区采用卫星上的标准黑体（黑体定标）
作为高温的标准辐射源，以宇 宙空间作为低作为高温的标准辐射源，以宇 宙空间作为低温标准辐射源。
温标准辐射源。
遥感器场地外定标遥感器场地外定标
? 是在遥感器飞越辐射定标场上空时，在定标是在遥感器飞越辐射定标场上空时，在定标扬选择若干像元区，测量遥感器对应的各波扬选择若干像元区，测量遥感器对应的各波段地物的光谱反射率和大气光谱参量，并利段地物的光谱反射率和大气光谱参量，并利用大气辐射传输模型给出遥感器入瞳处各光用大气辐射传输模型给出遥感器入瞳处各光谱带的辐射亮度，最后确定它与遥感器对应谱带的辐射亮度，最后确定它与遥感器对应输出的数字量化的数量关系，求解定标系数，
输出的数字量化的数量关系，求解定标系数，
并进行误差分析。
并进行误差分析。
? 通过地面辐射场地外定标对于提高辐射定标通过地面辐射场地外定标对于提高辐射定标精度具有重要意义，这因为场地外定标方法精度具有重要意义，这因为场地外定标方法可以实现全孔径、全视场、全动态范围的定可以实现全孔径、全视场、全动态范围的定标，并考虑到大气传输和环境的影响。
标，并考虑到大气传输和环境的影响。
? 该定标方法可以实现在遥感器运行状态下与该定标方法可以实现在遥感器运行状态下与获取地面图像完全相同条件下的绝对订正。
获取地面图像完全相同条件下的绝对订正。
大气校正大气校正
–
–
大气校正是消除遥感图像在大气传输中所引起大气校正是消除遥感图像在大气传输中所引起质量退化的一种图像处理方法。对于一个已经质量退化的一种图像处理方法。对于一个已经经过绝对辐射标定的遥感图像，还必须经过大经过绝对辐射标定的遥感图像，还必须经过大气校正才可以得到地表目标的正确信息气校正才可以得到地表目标的正确信息
–
–
由于遥感器在空中获取地表信息过程中，受到由于遥感器在空中获取地表信息过程中，受到大气分子、气溶胶和云粒子等大气成份的吸收大气分子、气溶胶和云粒子等大气成份的吸收与散射的影响，以及大气中水汽和气溶胶含量与散射的影响，以及大气中水汽和气溶胶含量具有很大的时空变化特性，其结果是目标反射具有很大的时空变化特性，其结果是目标反射辐射能量被衰减，空间分布被改变，部分和目辐射能量被衰减，空间分布被改变，部分和目标物无关的大气散射辐射进入遥感器视场标物无关的大气散射辐射进入遥感器视场大气校正方法大气校正方法
? 实验方法实验方法
–
–
直方图调整法（
直方图调整法（
Histogram Matching）
）
–
–
黑暗目标法黑暗目标法
(Dark Object Method)
–
–
固定目标法（
固定目标法（
Invariant Object）
）
–
–
对比减少法（
对比减少法（
Contrast Reduction）
）
–
–
查找表法查找表法
LUT(Look Up Table)
? 理论方法理论方法
–
–
LOWTRAN（
（
Low Resolution Transmission）
）
–
–
MODTARN（
（
Moderate Resolution Transmission）
）
–
–
SHARC（
（
Standard High Altitude Radiation Code）
）
–
–
ATCOR（
（
A Spatially-Adaptive Fast Atmospheric
Correction）
）
–
–
6S(Second Simulation of Satellite Signal in the
Solar Spectrum)
大气校正实验方法大气校正实验方法
–
–
直方图调整（
直方图调整（
Histogram Matching）
）
假设清楚目标和模糊目标反射率直方图是一样的，在假设清楚目标和模糊目标反射率直方图是一样的，在图像中找到清楚的目标，用清楚目标的反射率直方图像中找到清楚的目标，用清楚目标的反射率直方图来调整模糊目标的反射率直方图。常用的图像处图来调整模糊目标的反射率直方图。常用的图像处理软理软
PCI，
，
EARDAS等使用了此方法。
等使用了此方法。
优点：简单、实用。
优点：简单、实用。
缺点：
缺点：
1）对于由具有不同反射特征的目标物组成的
）对于由具有不同反射特征的目标物组成的混合像元，以上假设是不成立的；
混合像元，以上假设是不成立的；
2）气溶胶空间
）气溶胶空间分布变化大时，此方法校正结果不正确。
分布变化大时，此方法校正结果不正确。
大气校正实验方法大气校正实验方法
–
–
黑暗目标法黑暗目标法
(Dark Object Method)
若图像中存在浓密植被或水体，它们在可见光（浓密若图像中存在浓密植被或水体，它们在可见光（浓密植被）和红外（水体）具有低反射，根据其在此特植被）和红外（水体）具有低反射，根据其在此特征波段的反射率和其他波段反射率之间的相关关系，
征波段的反射率和其他波段反射率之间的相关关系，
进行大气校正。比如，在进行大气校正。比如，在
ETM＋
＋
/TM7波段（
波段（
2.1um）
）
左右水体反射率应该为零，但由于大气效应往往是左右水体反射率应该为零，但由于大气效应往往是非零，确定此差距，用来可以移除其他波段像元中非零，确定此差距，用来可以移除其他波段像元中的大气干扰。
的大气干扰。
优点：此方法方便，目前在中分辨率成像光谱仪优点：此方法方便，目前在中分辨率成像光谱仪
MODIS、
、
MERIS等数据处理中广泛使用。
等数据处理中广泛使用。
缺点：图像中没有大范围分布的浓密植被或水体存在,
缺点：图像中没有大范围分布的浓密植被或水体存在,
比如北半球冬天的图像或沙漠的图像，方法无法使比如北半球冬天的图像或沙漠的图像，方法无法使用。
用。
大气校正实验方法大气校正实验方法
–
–
固定目标法（
固定目标法（
Invariant Object）
）
假设图像中某像元反射率已知或假设图像中某像元反射率已知或
“
“
固定固定
”
”
，利用这
，利用这些像元反射率和各波段光谱反射率之间的线性关系，
些像元反射率和各波段光谱反射率之间的线性关系，
可对整个图像进行校正和均一化。
可对整个图像进行校正和均一化。
如果得到卫星同步的地面观测反射率数据，此方法如果得到卫星同步的地面观测反射率数据，此方法是绝对大气校正方法。
是绝对大气校正方法。
－
－
对比减少法（
对比减少法（
Contrast Reduction）
）
地表反射率稳定的区域，若不同时期获取的卫星信地表反射率稳定的区域，若不同时期获取的卫星信号发生变化，说明该区大气光学特征发生了变化。
号发生变化，说明该区大气光学特征发生了变化。
这样，变化差值可用于反演大气气溶胶厚度。但由这样，变化差值可用于反演大气气溶胶厚度。但由于地表反射率是一般随时间和空间变化的，
于地表反射率是一般随时间和空间变化的，
稳定稳定地表反射率假设限制了其广泛实用性。
地表反射率假设限制了其广泛实用性。
大气校正实验方法大气校正实验方法
－查找表法
－查找表法
LUT(Look Up Table)
是指利用辐射传输模型事先计算不同大气是指利用辐射传输模型事先计算不同大气条件下的气溶胶光学厚度、单次散射反照条件下的气溶胶光学厚度、单次散射反照率和相函数等，形成查找表，以便在进行率和相函数等，形成查找表，以便在进行校正时调入使用。
校正时调入使用。
大气校正理论方法大气校正理论方法实验方法依赖于某种假设或实测数据，其适用性实验方法依赖于某种假设或实测数据，其适用性受到了限制。对大气－地表－遥感器之间的辐射受到了限制。对大气－地表－遥感器之间的辐射传输过程进行模拟，可以模拟出卫星同步的大气传输过程进行模拟，可以模拟出卫星同步的大气参数和地表的真实反射率，常用的有参数和地表的真实反射率，常用的有
MODTRAN和和
6S。
。
大气校正理论方法大气校正理论方法
–
–
MODTARN（
（
Moderate Resolution Transmission）
）
MODTRAN是由美国空军地球物理实验室（
是由美国空军地球物理实验室（
AFGL）开发
）开发的计算大气透过率及辐射的软件包。
的计算大气透过率及辐射的软件包。
MODTRAN从从
LOWTRAN发展而来，提高了发展而来，提高了
LOWTRAN的光谱分辨率。当的光谱分辨率。当前最新的版本是前最新的版本是
MODTRAN4。
。
MODTRAN的基本算法包括的基本算法包括透过率计算，多次散射处理和几何路径计算等。需要透过率计算，多次散射处理和几何路径计算等。需要输入的参数有四类：计算模式，大气参数，气溶胶参输入的参数有四类：计算模式，大气参数，气溶胶参数和云模式。
数和云模式。
MODTRAN有四种计算模式：透过率，热有四种计算模式：透过率，热辐射，包括太阳或月亮的单次散射的辐射率，直射太辐射，包括太阳或月亮的单次散射的辐射率，直射太阳辐照度计算。用阳辐照度计算。用
MODTRAN进行大气纠正的一般步骤进行大气纠正的一般步骤是：首先输入反射率，运行是：首先输入反射率，运行
MODTRAN得到大气层顶得到大气层顶
（
（
TOA）光谱辐射，解得相关参数；然后利用这些参
）光谱辐射，解得相关参数；然后利用这些参数带入公式进行大气纠正。
数带入公式进行大气纠正。
大气校正理论方法大气校正理论方法
6S描述了大气如何影响辐射在太阳－地表－遥感器之间描述了大气如何影响辐射在太阳－地表－遥感器之间的传输。需要输入的参数有：几何参数（遥感器类型、
的传输。需要输入的参数有：几何参数（遥感器类型、
成像年月日和经纬度；大气中的水和臭氧浓度；气溶胶成像年月日和经纬度；大气中的水和臭氧浓度；气溶胶浓度；辐射条件、观测波段和海拔高度；地表覆盖类型浓度；辐射条件、观测波段和海拔高度；地表覆盖类型和反射率。
和反射率。
6S预先设置了预先设置了
50多种波段模型，包括多种波段模型，包括
MODIS，
，
AVHRR，
，
TM等常见传感器的可见光近红外波段。
等常见传感器的可见光近红外波段。
大气校正理论方法大气校正理论方法和和
MODTRAN比较，
比较，
MODTRAN解决的是正问题，给出反射率，
解决的是正问题，给出反射率，
MODTRAN能计算出大气层顶辐射；
能计算出大气层顶辐射；
6S解决的是反问题，
解决的是反问题，
给出大气层顶辐射，计算地表的反射率。
给出大气层顶辐射，计算地表的反射率。
MODTRAN可以可以计算的波段范围是计算的波段范围是
0.20um到无穷，而到无穷，而
6S只能计算太阳反只能计算太阳反射光谱波段（
射光谱波段（
0.25－
－
4.0um）的大气传输参数，两者进
）的大气传输参数，两者进行大气纠正的操作也不相同，
行大气纠正的操作也不相同，
MODTRAN得到大气传输参得到大气传输参数，需要带入传输公式，得到校正后的反射率；
数，需要带入传输公式，得到校正后的反射率；
6S输入输入表观反射率，直接能得到校正后的地面反射率。
表观反射率，直接能得到校正后的地面反射率。
ETM+ 图像的大气校正图像的大气校正大气校正后大气校正后大气校正前大气校正前引自引自
Liang,Jan,14,2004，
，
Beijing University
AVIRIS 图像的大气校正图像的大气校正大气校正前大气校正前大气校正后大气校正后引自引自
Liang,Jan,14,2004，
，
Beijing University
定量遥感模型定量遥感模型
? 是从抽取遥感专题信息的应用需要出发，是从抽取遥感专题信息的应用需要出发，
对遥感信息形成过程进行模拟、统计、抽对遥感信息形成过程进行模拟、统计、抽象或简化，最后用文字、数学公式或者其象或简化，最后用文字、数学公式或者其他的符号系统表达出来。
他的符号系统表达出来。
? 定量遥感模型概括起来分为三类定量遥感模型概括起来分为三类
,
9 物理模型物理模型
9 统计模型统计模型
9 半经验模型半经验模型物理模型物理模型
–
–
根据物理学原理建立的模型，模型中参根据物理学原理建立的模型，模型中参数具有明确的物理意义，模型通常采用数具有明确的物理意义，模型通常采用数学公式描述。
数学公式描述。
–
–
此类模型通常是非线性的，方程复杂、
此类模型通常是非线性的，方程复杂、
输入参数多、实用性较差，为了求解通输入参数多、实用性较差，为了求解通常对多个非主要因素进行忽略或假定。
常对多个非主要因素进行忽略或假定。
–
–
常见的常见的
“
“
物理模型物理模型
”
”
有植被二向性反射有植被二向性反射的辐射传输模型、几何光学模型等的辐射传输模型、几何光学模型等统计模型统计模型
–
–
又称为又称为
“
“
经验模型经验模型
”
”
，其建模思路是对
，其建模思路是对一系列观测数据作经验性的统计描述，
一系列观测数据作经验性的统计描述，
或者进行相关分析，建立遥感参数与地或者进行相关分析，建立遥感参数与地面观测数据之间的回归方程。
面观测数据之间的回归方程。
–
–
优点是简便、适用性强，参数较少。
优点是简便、适用性强，参数较少。
–
–
弱点是理论基础不完备，缺乏对物理机弱点是理论基础不完备，缺乏对物理机理的足够理解和认识，代表性差，模型理的足够理解和认识，代表性差，模型应用受到区域实用性的限制应用受到区域实用性的限制半经验模型半经验模型
–
–
综合统计模型和物理模型的优点产生的综合统计模型和物理模型的优点产生的
–
–
“
“
半经验模型半经验模型
”
”
建模思路既考虑模型建模思路既考虑模型的定性物理含义，又采用经验参数建模的定性物理含义，又采用经验参数建模
–
–
有代表性的有代表性的
“
“
半经验模型半经验模型
”
”
有有
Rahman的的地表二向反射模型等地表二向反射模型等定量遥感模型定量遥感模型
? 辐射传输模型
? 几何光学模型及其应用
? 混合模型
? 计算机模拟模型辐射传输模型辐射传输模型
? 辐射传输模型的理论基础是辐射传输理论，
描述光辐射和粒子（包括电子、质子、中子等基本粒子）在介质中传播的规律。其核心为辐射传输方程，即：
()
()
dI s
K IJ
ds
=
I代表代表
S方向的光强度，
方向的光强度，
K为体积削弱系数，
为体积削弱系数，
J代表源函数代表源函数几何光学模型几何光学模型
? 几何光学模型主要考虑地表的宏观几何结构，把地表假设几何光学模型主要考虑地表的宏观几何结构，把地表假设为具有已知几何形状和光学性质，按一定方式排列的几何为具有已知几何形状和光学性质，按一定方式排列的几何体，通过分析几何体对光线的截获和遮阴及地表面的反射体，通过分析几何体对光线的截获和遮阴及地表面的反射来确定植冠的方向反射（赵英时等，
来确定植冠的方向反射（赵英时等，
2003）。
）。
? 代表性的有代表性的有 Li－－ Strahler GOMS 模型模型
(),(),() ()
()
cos cos
sr
A
ri
Rs rs I s is I sds
BRDF K I J
A θθ
< >< >?
= =
∫
ds表示地表或树冠表面的面积元，
表示地表或树冠表面的面积元，
R（
（
s）是该面积元的的反射率，
）是该面积元的的反射率，
（
（
i，
，
s）和（
）和（
r，
，
s）分别代表
）分别代表
ds的法矢量与入射及观察的方向矢的法矢量与入射及观察的方向矢量夹角的余弦，
量夹角的余弦，
Ii（
（
s）表示受阳光直照与否的指数，数值为
）表示受阳光直照与否的指数，数值为
1
（受直照）或
（受直照）或
0，
，
Ir（
（
s）是
）是
ds是否直接在观察者视场内的指数，
是否直接在观察者视场内的指数，
为为
1（直接可见）或
（直接可见）或
0，
，
A是视场（
是视场（
FOV）在水平地面的投影。
）在水平地面的投影。
混合模型混合模型
? 李小文等在李小文等在 1994年发展了植被年发展了植被 BRDF几何光学与辐射传输几几何光学与辐射传输几何模型何模型
(GORT)，试图综合用几何光学模型（
，试图综合用几何光学模型（
GO）在解释树
）在解释树冠阴影和辐射传输模型（
冠阴影和辐射传输模型（
RT）在解释对此散射上各自的优
）在解释对此散射上各自的优势。
势。
GORT模型在解释林下辐照及总反射上比较成功，但当模型在解释林下辐照及总反射上比较成功，但当树冠浓密时，有过高估计对此散射的各向同性的倾向，从树冠浓密时，有过高估计对此散射的各向同性的倾向，从而导致偏亮的阴影。
而导致偏亮的阴影。
sggccttzz
LKLKLKLKL=+++
Ls为传感器所接收到的辐射亮度；
为传感器所接收到的辐射亮度；
Lg为地表光照面所产生的亮度；
为地表光照面所产生的亮度；
Lc为树冠光照面所产生的亮度；
为树冠光照面所产生的亮度；
Lt为树冠的阴影所产生的亮度；
为树冠的阴影所产生的亮度；
Lz为地表的阴影所产生的亮度；
为地表的阴影所产生的亮度；
Kg,Kc,Kt,Kz 分别为地表光照面、
分别为地表光照面、
树冠光照面、树冠阴影面、地表阴影面在视场内的所占的面积比树冠光照面、树冠阴影面、地表阴影面在视场内的所占的面积比例例计算机模拟模型计算机模拟模型
? 计算机模拟模型是指为研究的物理过程营造一些概计算机模拟模型是指为研究的物理过程营造一些概率模型，进行随即模拟和统计试验，通过估算这些率模型，进行随即模拟和统计试验，通过估算这些模型的近似解的数值方法，蒙特卡罗模型的近似解的数值方法，蒙特卡罗
(Monte Carlo)
方法。
方法。
? 蒙特卡罗蒙特卡罗 (Monte Carlo)方法，或称计算机随机模方法，或称计算机随机模拟方法，是一种基于拟方法，是一种基于
“
“
随机数随机数
”
”
的计算方法。这一的计算方法。这一方法源于美国在第一次世界大战进研制原子弹的方法源于美国在第一次世界大战进研制原子弹的
“
“
曼哈顿计划曼哈顿计划
”
”
，目前在遥感信息领域广泛使用。
，目前在遥感信息领域广泛使用。
尺度效应问题尺度效应问题
–
–
遥感图像像元所对应的地表单元具有从小于遥感图像像元所对应的地表单元具有从小于
1
米到数千米的不同尺度的空间分辨率。这些不米到数千米的不同尺度的空间分辨率。这些不同尺度的像元，反映出的同一地表物体的信息同尺度的像元，反映出的同一地表物体的信息量是不同的，其空间异质性程度因尺度不同而量是不同的，其空间异质性程度因尺度不同而有明显差异有明显差异
–
–
在某一个尺度上观测到的性质，总结的定理和在某一个尺度上观测到的性质，总结的定理和定律，在另一个尺度上不一定有效，需要验证定律，在另一个尺度上不一定有效，需要验证与修正与修正
–
–
尺度效应研究应该根据定量遥感反演需求确定尺度效应研究应该根据定量遥感反演需求确定不同的空间尺度，着重研究不同尺度信息的空不同的空间尺度，着重研究不同尺度信息的空间异质性的特点，尺度变化对信息量、信息分间异质性的特点，尺度变化对信息量、信息分析模型和信息处理结果的影响，并进行尺度转析模型和信息处理结果的影响，并进行尺度转换的定量描述换的定量描述混合像元分解混合像元分解
–
–
若像元只包含了一种类型，则为纯像元，像元中包若像元只包含了一种类型，则为纯像元，像元中包括两种或两种以上地物类型，称为混合像元括两种或两种以上地物类型，称为混合像元
–
–
从任一空间分辨率角度看，陆地表面在遥感像元尺从任一空间分辨率角度看，陆地表面在遥感像元尺度上总是混合像元，需要对其进行分解，进入像元内度上总是混合像元，需要对其进行分解，进入像元内部，求得这些亚像元所占的比例。常用的方法为随即部，求得这些亚像元所占的比例。常用的方法为随即几何模型几何模型
1
n
ikiki
k
RfRε
=
= +
∑
Ri为混合像元反射率，
为混合像元反射率，
fi目标物在像元中的面积比例目标物在像元中的面积比例
,Rik为为该目标的反射率该目标的反射率
,ε
ε
误差系数误差系数多角度遥感多角度遥感
? 多角度遥感是指从两个以上的观测方向对下垫面进行多角度遥感是指从两个以上的观测方向对下垫面进行观测，从不同的视角获取地表物信息。
观测，从不同的视角获取地表物信息。
? 单一方向的遥感只能得到地面目标一个方向的信息，单一方向的遥感只能得到地面目标一个方向的信息，
缺乏足够的信息推断目标的时空特征，从而使定量遥缺乏足够的信息推断目标的时空特征，从而使定量遥感非常困难感非常困难
? 多角度对地观测通过对目标进行多个方向的观测，获多角度对地观测通过对目标进行多个方向的观测，获得更为详细可靠的地表三维空间信息，可以提高地表得更为详细可靠的地表三维空间信息，可以提高地表目标物的解译精度和参数反演的准确度目标物的解译精度和参数反演的准确度定量遥感建模定量遥感建模
? 定量遥感建模的一般步骤定量遥感建模的一般步骤
–
–
模型准备模型准备
–
–
模型假设模型假设
–
–
模型形成模型形成
–
–
模型求解模型求解
–
–
模型分析模型分析
–
–
模型检验模型检验
–
–
模型应用模型应用
? 由于实际问题的复杂性和建模过程的针对性，以由于实际问题的复杂性和建模过程的针对性，以上步骤可以根据实际建模要求调整上步骤可以根据实际建模要求调整定量遥感建模定量遥感建模
? 模型是解决问题的工具模型是解决问题的工具
,在利用遥感技术解在利用遥感技术解决问题时通常需要建立模型决问题时通常需要建立模型
? 模型是联系遥感可测参数（辐射强度、偏模型是联系遥感可测参数（辐射强度、偏振、相位）与实际应用中所需参数的纽带振、相位）与实际应用中所需参数的纽带和桥梁和桥梁
? 遥感建模分为两类：
遥感建模分为两类：
–
–
正演模型正演模型
–
–
反演模型反演模型正演模型正演模型
–
–
已知地表上每一类目标地物的固有波谱特性等已知地表上每一类目标地物的固有波谱特性等参数和大气各种参数，求出观测目标区域所有参数和大气各种参数，求出观测目标区域所有目标地物的电磁波（反射）辐射强度，称为正目标地物的电磁波（反射）辐射强度，称为正演建模问题，即前向建模问题。
演建模问题，即前向建模问题。
–
–
正演建模是从遥感机理出发，用数学物理模型正演建模是从遥感机理出发，用数学物理模型来描述电磁波传播过程，揭示电磁波与地表物来描述电磁波传播过程，揭示电磁波与地表物质之间的相互作用规律，在此基础上形成遥感质之间的相互作用规律，在此基础上形成遥感信息模型信息模型反演模型反演模型
–
–
已知观测目标区域所有目标地物的电磁波（反射）
已知观测目标区域所有目标地物的电磁波（反射）
辐射强度，求出不同尺度上辐射源、大气、地表辐射强度，求出不同尺度上辐射源、大气、地表物和遥感器有关的任一参数，则称为反演建模问物和遥感器有关的任一参数，则称为反演建模问题题
–
–
对反演建模进行求解，称为反演对反演建模进行求解，称为反演
,即从测量到的现即从测量到的现象推求未知的原因或参数。遥感参数反演就是利象推求未知的原因或参数。遥感参数反演就是利用从地表地物接收到的电磁波信息，依据一定的用从地表地物接收到的电磁波信息，依据一定的计算模型，利用遥感影像成像时的各种环境参数计算模型，利用遥感影像成像时的各种环境参数如大气状况、成像时间等信息计算出大气和地表如大气状况、成像时间等信息计算出大气和地表目标物的相关物理参数如温度、叶面积指数等目标物的相关物理参数如温度、叶面积指数等定量遥感模型应用定量遥感模型应用
? 植被参数反演植被参数反演
? 反照率反演反照率反演
? 陆面温度反演陆面温度反演植被参数反演植被参数反演
? NDVI是对地表植被状况的简单、有效的度是对地表植被状况的简单、有效的度量，通过两个或多个光谱观测通道组合得量，通过两个或多个光谱观测通道组合得到：
到：
nir red
nir red
R R
NDVI
R R
=
+
Rnir和和
Rred分别为近红外和红光波段的反射率分别为近红外和红光波段的反射率植被参数反演植被参数反演
? 叶面积指数叶面积指数 LAI(Leaf Area Index)是指单位地表是指单位地表面面积上的单个侧面的所有绿色叶面积之和。
面面积上的单个侧面的所有绿色叶面积之和。
Atmosphere - corrected
reflectance images
and angle images
BRDF Model
BRDF normalized
reflectance images
LAI algorithm
LAI image
Land cover
image
Background
image
R为植被与土壤混合反射率，
为植被与土壤混合反射率，
Rv
为土壤反射率为土壤反射率
，
，
Rs为植被覆盖为植被覆盖的反射率的反射率
，
，
k为待定系数为待定系数
1
ln[ ] (Pr,1993)
2
v
sv
RR
LAI ice
kRR
=?
全 球 NDVI 连续变化（2002年9月 —12月）
引自定量遥感讲义，Jing M,Chen,2004
反照率反演反照率反演
? 反照率是在反射体表面半球空间的全部短波反照率是在反射体表面半球空间的全部短波波段（
波段（
0.30--5.0 um）反射辐射通量与总入
）反射辐射通量与总入射辐射通量之比射辐射通量之比
? 地表反照率研究在揭示局部和区域气候形成地表反照率研究在揭示局部和区域气候形成的内在机制和中长期气候预报和全球变化研的内在机制和中长期气候预报和全球变化研究中具有重要的意义究中具有重要的意义
? 反照率的计算包括辐射纠正、大气校正、光反照率的计算包括辐射纠正、大气校正、光谱反照率的计算和光谱反照率向宽波段反照谱反照率的计算和光谱反照率向宽波段反照率的转换等步骤率的转换等步骤反照率计算流程反照率计算流程辐射订正和大气校正地表反射率光谱反照率
BRDF 各向异性订正窄波段向宽波段转换遥感数据地表宽波段反照率青藏高原地表反照率分布图青藏高原地表反照率分布图
ETM＋地表宽波段反照率，北京，2001年4月17日，北京大学遥感所陆地温度反演
?陆地表面温度反演的方法有两大类：陆地表面温度反演的方法有两大类：
?实验方法是在实际工作中利用地面定标，实测处实验方法是在实际工作中利用地面定标，实测处在卫星传感器过境时的地面温度，建立图像灰度在卫星传感器过境时的地面温度，建立图像灰度值和地面温度的回归方程，求出地面温度图像；
值和地面温度的回归方程，求出地面温度图像；
?理论方法是通过求解辐射传输方程，消除大气影理论方法是通过求解辐射传输方程，消除大气影响，求出陆地表面温度如分裂窗法响，求出陆地表面温度如分裂窗法
?下式为基于下式为基于 NOAA/AVHRR数据的温度反演算法：数据的温度反演算法：
4
445 545
3.5
[ 3.33( )]( ) 0.75 ( )
4.5
LST T T T T
ε
ε ε
+
=+? +?
LST是地表温度，
是地表温度，
T4，
，
T5分别为分别为
NOAA/AVHRR第第
4，
，
5通道亮度温通道亮度温度，
度，
ε
ε
4，
，
ε
ε
5分别为分别为第第
4，
，
5通道通道发射率发射率陆面温度反演技术流程图数据预处理遥感图像发射率获取温度反演辐射纠正几何精校正
NIR/Vis大气校正
Atm,Correction TIR
NDVI 或分类法分裂窗口法辐射传输方程
Examples of the Global MODIS LST Product
(daytime 3 Aug 2001)
250K 340K
(nighttime 3 Aug 2001)
240K 310K
来自MODIS产品网站：http://edcdaac.usgs.gov/modis/dataproducts.asp
MODIS数据反演的2001 年全球月平均地表温度来自MODIS产品网站：http://edcdaac.usgs.gov/modis/dataproducts.asp
? 干涉成象雷达干涉成象雷达
(InSAR)就是利用就是利用
SAR两次成象观两次成象观测的相位差，按照一定的几何关系进行变换，
测的相位差，按照一定的几何关系进行变换，
可以得到观测区域的地形高度可以得到观测区域的地形高度
? INSAR技术原理是通过两副天线同时观测（单技术原理是通过两副天线同时观测（单轨模式），或两次平行观测（重复轨道模式），
轨模式），或两次平行观测（重复轨道模式），
获取地面同一景观的复数影像对。由于目标与获取地面同一景观的复数影像对。由于目标与天线位置的几何关系，在复图像上产生相位差，
天线位置的几何关系，在复图像上产生相位差，
形成干涉条纹图形成干涉条纹图
? 干涉条纹图包含了斜距向上的点与两天线位置干涉条纹图包含了斜距向上的点与两天线位置之差的精确信息之差的精确信息
InSAR测量地面高程
? 利用传感器高度，雷达波长，波束视向及利用传感器高度，雷达波长，波束视向及天线基线距之间的几何关系，可以精确地天线基线距之间的几何关系，可以精确地测量出图像中每一点的三维位置测量出图像中每一点的三维位置
? 使用使用
2幅幅
SAR图像数据与图像数据与
DEM数据进行雷达差数据进行雷达差分干涉检测处理。
分干涉检测处理。
? 其处理流程为：
其处理流程为：
–
–
对两干涉相位图进行图像配准，两干涉相位图对两干涉相位图进行图像配准，两干涉相位图求差，同时进行利用已知的地面数字高程模型，
求差，同时进行利用已知的地面数字高程模型，
根据成像关系合成一副干涉图，在此基础上进根据成像关系合成一副干涉图，在此基础上进行地形相位改正，用此干涉图减去原来的干涉行地形相位改正，用此干涉图减去原来的干涉图，去除地形的影响，生成差分干涉图，通过图，去除地形的影响，生成差分干涉图，通过相位解缠，得到解缠相位图，然后进行相位到相位解缠，得到解缠相位图，然后进行相位到位移的变换，得到位移图。
位移的变换，得到位移图。
干涉雷达测量地形干涉雷达测量地形
Landers Earthquake,April 24,1992
Kliuchevskoi Volcano in Kamchatka (Russian Siberia) as
captured by SIR-C in 3 polarization modes
Kliuchevskoi Volcano in Kamchatka (Russian Siberia) as
captured by SIR-C in 3 polarization modes
AIRSAR/TOPSAR,from which a multiband perspective view
of the mountains just north of JPL's home in Pasadena,Calif
AIRSAR/TOPSAR,from which a multiband perspective view
of the mountains just north of JPL's home in Pasadena,Calif
ASTER
美国美国
SRTM雷达地表影像（
雷达地表影像（
2000，
，
2）
）
