朱小波:高分四号静止卫星辐射性能模拟与信噪比分析——以香港近海岸水体为例论文

朱小波:高分四号静止卫星辐射性能模拟与信噪比分析——以香港近海岸水体为例论文

本文主要研究内容

作者朱小波,田庆久,徐凯健,吕春光,王玲(2019)在《高分四号静止卫星辐射性能模拟与信噪比分析——以香港近海岸水体为例》一文中研究指出:随着高分四号(GF-4号)地球同步卫星的发射与初步应用,其兼顾高空间与高时间分辨率的优势在同类型卫星中独具特色,中国对地静止卫星影像的研究也越来越受到重视。为了对GF-4号卫星在轨探测能力进行评估,掌握日内可用影像数据时段以合理安排成像时间提高卫星使用效率与延长寿命,有必要对以暗像元为代表的典型地物(如水体)进行辐射能模拟与信噪比研究。基于MODTRAN辐射传输模型,将香港沿岸水体作为暗目标,对GF-4号静止卫星多光谱遥感全色谱段以及蓝、绿、红、近红外4个多光谱谱段进行标准大气条件下入瞳处辐亮度的模拟,并利用在轨影像进行验证。在此基础上去除大气背景辐射干扰计算有效信噪比,并分别选取一年中春分、夏至、秋分、冬至,4个典型日的模拟数据进行质量分析,探讨一天连续观测中卫星能够获取高质量水体影像的有效时段,尤其是对晨昏时段临界微弱信号的敏感性进行分析。结果表明,夏至、冬至日内表观辐亮度峰值依次为59.26 W/(m~2·sr·μm)、56.20 W/(m~2·sr·μm),均出现在蓝光谱段;夏至、冬至最高地表有效辐亮度分别为17.52 W/(m~2·sr·μm)、12.13 W/(m~2·sr·μm),出现在蓝光谱段,但差距有所缩小。这是由于入瞳处辐射主要受到大气背景辐射的影响,以夏至正午为例,各谱段受背景辐射影响程度达到49.7%—75.5%。为规避背景辐射噪声,提出适用于陆表观测的有效辐射百分比的概念,推导出传统信噪比、有效信噪比以及有效辐射百分比之间的转换关系式,揭示了背景辐射对成像信噪比干扰的定量形式,提出有效信噪比计算方法,并以此为依据,以香港海岸带水体为目标,建立了相应有效信噪比对应时刻表。经计算香港海岸带水体一年中卫星全天有效信噪比均低于50 dB,夏至、冬至最高地表有效信噪比分别为41.0 dB、38.2 dB,其中蓝光谱段模拟效果最差,近红外、全色谱段结果较好。为保障影像质量,以香港海岸带水体有效信噪比35 dB为阈值确定影像获取时段,分别为夏至日北京时间7:49—17:01,冬至日北京时间9:28—15:07。

Abstract

sui zhao gao fen si hao (GF-4hao )de qiu tong bu wei xing de fa she yu chu bu ying yong ,ji jian gu gao kong jian yu gao shi jian fen bian lv de you shi zai tong lei xing wei xing zhong du ju te se ,zhong guo dui de jing zhi wei xing ying xiang de yan jiu ye yue lai yue shou dao chong shi 。wei le dui GF-4hao wei xing zai gui tan ce neng li jin hang ping gu ,zhang wo ri nei ke yong ying xiang shu ju shi duan yi ge li an pai cheng xiang shi jian di gao wei xing shi yong xiao lv yu yan chang shou ming ,you bi yao dui yi an xiang yuan wei dai biao de dian xing de wu (ru shui ti )jin hang fu she neng mo ni yu xin zao bi yan jiu 。ji yu MODTRANfu she chuan shu mo xing ,jiang xiang gang yan an shui ti zuo wei an mu biao ,dui GF-4hao jing zhi wei xing duo guang pu yao gan quan se pu duan yi ji lan 、lu 、gong 、jin gong wai 4ge duo guang pu pu duan jin hang biao zhun da qi tiao jian xia ru tong chu fu liang du de mo ni ,bing li yong zai gui ying xiang jin hang yan zheng 。zai ci ji chu shang qu chu da qi bei jing fu she gan rao ji suan you xiao xin zao bi ,bing fen bie shua qu yi nian zhong chun fen 、xia zhi 、qiu fen 、dong zhi ,4ge dian xing ri de mo ni shu ju jin hang zhi liang fen xi ,tan tao yi tian lian xu guan ce zhong wei xing neng gou huo qu gao zhi liang shui ti ying xiang de you xiao shi duan ,you ji shi dui chen hun shi duan lin jie wei ruo xin hao de min gan xing jin hang fen xi 。jie guo biao ming ,xia zhi 、dong zhi ri nei biao guan fu liang du feng zhi yi ci wei 59.26 W/(m~2·sr·μm)、56.20 W/(m~2·sr·μm),jun chu xian zai lan guang pu duan ;xia zhi 、dong zhi zui gao de biao you xiao fu liang du fen bie wei 17.52 W/(m~2·sr·μm)、12.13 W/(m~2·sr·μm),chu xian zai lan guang pu duan ,dan cha ju you suo su xiao 。zhe shi you yu ru tong chu fu she zhu yao shou dao da qi bei jing fu she de ying xiang ,yi xia zhi zheng wu wei li ,ge pu duan shou bei jing fu she ying xiang cheng du da dao 49.7%—75.5%。wei gui bi bei jing fu she zao sheng ,di chu kuo yong yu liu biao guan ce de you xiao fu she bai fen bi de gai nian ,tui dao chu chuan tong xin zao bi 、you xiao xin zao bi yi ji you xiao fu she bai fen bi zhi jian de zhuai huan guan ji shi ,jie shi le bei jing fu she dui cheng xiang xin zao bi gan rao de ding liang xing shi ,di chu you xiao xin zao bi ji suan fang fa ,bing yi ci wei yi ju ,yi xiang gang hai an dai shui ti wei mu biao ,jian li le xiang ying you xiao xin zao bi dui ying shi ke biao 。jing ji suan xiang gang hai an dai shui ti yi nian zhong wei xing quan tian you xiao xin zao bi jun di yu 50 dB,xia zhi 、dong zhi zui gao de biao you xiao xin zao bi fen bie wei 41.0 dB、38.2 dB,ji zhong lan guang pu duan mo ni xiao guo zui cha ,jin gong wai 、quan se pu duan jie guo jiao hao 。wei bao zhang ying xiang zhi liang ,yi xiang gang hai an dai shui ti you xiao xin zao bi 35 dBwei yu zhi que ding ying xiang huo qu shi duan ,fen bie wei xia zhi ri bei jing shi jian 7:49—17:01,dong zhi ri bei jing shi jian 9:28—15:07。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自遥感学报的朱小波,田庆久,徐凯健,吕春光,王玲,发表于刊物遥感学报2019年03期论文,是一篇关于高分四号卫星论文,辐亮度论文,有效信噪比论文,程辐射论文,香港水体论文,遥感学报2019年03期论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自遥感学报2019年03期论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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