● 摘要
地形起伏改变了太阳、地物和传感器之间的位置关系，不仅造成遥感图像像点的位移，也导致传感器接收辐亮度的改变，给遥感图像质量带来影响。进行地形影响建模和校正技术研究对分析地形起伏对遥感成像过程的影响，完善现有遥感成像模型，促进遥感数据后续应用具有重要意义。但由于地形影响涉及太阳、地物、传感器之间的几何关系和大气状况，地形影响建模和校正一直是一个难点问题。本课题对地形起伏下高光谱遥感成像过程进行分析，建立高光谱成像遥感地形影响模型，并将其用于地形校正中，取得了以下几个方面的进展：1．对地形起伏下成像几何关系计算进行了研究。首先，对适合遥感成像仿真的参数定位模型进行分析，利用传感器外方位元素和视场角建立传感器像元坐标和地面空间坐标之间的一一对应关系，并使用光线跟踪法实现了地面空间坐标的精确求解。然后对日地距离、太阳天顶角等几何参数求解和坡度、坡向等地形因子提取进行了研究，为地形起伏下辐射传输建模奠定了基础。2．对地形起伏下辐射传输建模进行了研究。首先借助大气辐射传输模型MODTRAN建立辐射参数的多维查找表；然后利用该查找表和地形因子等计算起伏地表接收到的太阳直射辐照度、大气散射辐照度和周围地物反射辐照度；并经过地表反射和大气传输，最终实现传感器入瞳辐亮度数据的精确计算。在周围地物反射辐照度计算中，将计算机图形学中的辐射度方法引入到复杂地表辐射传输建模中，解决了周围地物多次散射计算的难题。3．通过一系列验证实验对建模精度进行分析。利用RGM(Radiosity-Graphics combined Model)对周围地物反射辐照度计算模型精度进行了评定，对影响周围地物反射辐照度的因素进行了分析；使用西藏驱龙地区的高光谱数据和数字高程模型进行地形起伏下高光谱成像仿真实验，将仿真结果与实际获取数据进行对比，验证了模型的正确性和有效性，并对影响建模精度的关键因素进行了分析。4．在高光谱成像遥感地形影响模型的基础上，进行地形校正技术研究，提出一种改进的地形校正方法。在地形校正实验中，将改进方法与余弦校正、C校正、ATCOR3等方法进行对比，利用相关指标对地形校正效果进行分析，结果表明了改进方法的有效性，也证明了高光谱成像遥感地形影响模型的有效性。