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遥感图像双角度偏振大气校正仪

Double-angle polarized atmospheric corrector for remote sensing images

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摘要

研制了一种双角度偏振大气校正仪航空样机用于卫星遥感图像数据的定量化.该仪器通过时间同步和空间覆盖的探测方式获取被校正图像对应的角度、光谱、偏振三个维度的大气信息,实现气溶胶和水汽的高精度参数的反演;将反演获取的大气参数作为输入条件,利用辐射传输模型进行遥感图像的高精度大气校正.仪器采用天底(0°)和前向(55°)两个方向观测,具有8个探测波段,覆盖可见到短波红外(0.49~2.25 μm)波段,其中5个波段具备偏振探测能力;采用高精度一体化结构设计保证各偏振探测通道的视场重合精度,降低偏振探测目标不一致引起的偏振测量误差.实验室定标和测试结果表明,偏振波段的视场重合度优于95%,偏振测量精度优于1%(偏振度DoLP=03),满足仪器设计指标要求.

Abstract

A double-angle polarizing atmospheric corrector(DPAC) on an airborne platform is established for the quantification of remote sensing data.This sensor acquires spectral,angle and polarization information in image areas by time synchronization and space covering to implement the high-precision retrieval of aerosols and water vapors.Then,by taking these atmospheric parameters obtained by atmospheric retrieval as an input,the high-precision atmospheric correction for optical remote sensing images is achieved with a radiation transfer model.The DPAC has two detecting directions,one is along the nadir angle(0°) and the other is a forward angle(55°).It covers 8 wavebands ranging from 0.49 μm to 2.25 μm,among which five wavebands are designed for polarizing measurement.To overcome the polarization measurement errors caused by detection target inconsistent,the higher precision and integrated structure is designed to ensure the field overlap accuracy of polarization detection channels.The results of lab calibration and test show that the viewing field coincidence is better than 95% and the polarization accuracy is better than 1%(DoLP=03),which meets the requirements of the DPAC for specifications.

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补充资料

中图分类号:P412;P111.48

DOI:10.3788/ope.20152303.0652

所属栏目:现代应用光学

基金项目:中国科学院科技创新重点项目(No.KGFZD-125-13-006)

收稿日期:2014-08-19

修改稿日期:2014-09-28

网络出版日期:--

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胡亚东:中国科学院 安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
胡巧云:中国科学院 安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
孙斌:中国科学院 安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
王相京:中国科学院 安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
裘桢炜:中国科学院 安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
洪津:中国科学院 安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031

联系人作者:胡亚东(huyadong@aiofm.ac.cn)

备注:胡亚东(1984-),男,安徽滁州人,博士研究生,2008年于合肥工业大学获得学士学位,主要研究方向为光电信息获取技术和光谱偏振遥感技术.

【1】韩启金,傅俏燕,张学文,等.高分一号卫星宽视场成像仪的高频次辐射定标[J].光学精密工程,2014,22(7):1707-1714.
HAN Q J,FU Q Y,ZHANG X W,et al..High-frequency radiometric calibration for wide field-of-view sensor of GF-1 satellite[J].Opt.Precision Eng.,2014,22(7):1707-1714.(in Chinese)

【2】曲艺.大气光学遥感监测技术现状与发展趋势[J].中国光学,2013,6(6):834-840.
QU Y.Technical status and development tendency of atmosphere optical remote and monitoring[J].Chinese Optics,2013,6(6):834-840.(in Chinese)

【3】张晶,王淑荣,黄煜,等.临边成像光谱仪的发展现状与进展[J].中国光学,2013,6(5):692-700.
ZHANG J,WANG SH R,HUANG Y,et al..Status and development of limb imaging spectrometers[J].Chinese Optics,2013,6(5):692-700.(in Chinese)

【4】林兆祥,吴祺,黎伟,等.差分吸收光谱技术在地质录井中的应用研究[J].光学精密工程,2013,21(12):3037-3042.
LIN ZH X,WU Q,LI W,et al..Application of differential optical absorption spectroscopy to geological logging[J].Opt.Precision Eng.,2013,21(12):3037-3042.(in Chinese)

【5】梁顺林,李小文,王锦池,等.定量遥感:理念与算法[M].北京:科学出版社,2013.
LIANG SH L,LI X W,WANG J CH,et al..Remote Sensing:Concept and Algorithm[M].Beijing:Science Press,2013.(in Chinese)

【6】胡顺石,张立福,佘晓君,等.遥感影像大气校正通用查找表的设计与插值算法[J].遥感学报,2014,18(1):45-60.
HU SH SH,ZHANG L F,SHE X J,et al..Design and interpolation of a general look-up table for remote sensing image atmospheric correction[J].Journal of Remote Sensing,2014,18(1):45-60.(in Chinese)

【7】何立明,阎广建,王桥,等.光学遥感大气订正模型及其相关问题分析[J].地理信息科学,2005,7(4):110-115.
HE L M,YAN G J,WANG Q,et al..Models and its analysis about the atmospheric correction of optical remote sensing imagery[J].Geo-information Science,2005,7(4):110-115.(in Chinese)

【8】SIMON R N,TORMOS T,DANIS P A.Retrieving water surface temperature from archive LANDSAT thermal infrared data:application of the mono-channel atmospheric correction algorithm over two freshwater reservoirs[J].International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation,2014,30:247-250.

【9】REUTER D,MCCABE G.LEISA/atmospheric corrector(LAC) validation report [R].Maryland NASA/GSFC,2002.

【10】SHIMODA H.Overview of Japanese earth observation programs[J].SPIE,2013,8889:888902.

【11】PACIFICI F.An automatic atmospheric compensation algorithm for very high spatial resolution imagery [R].Digital Globe,2014.

【12】陈良富,李莘莘,陶金花,等.气溶胶遥感定量反演研究及应用[M].北京:科学出版社,2011.
CHEN L F,LI SH SH,CH J H,et al..Rearch and Application on Quantitative Retrieval of Aerosol Remote Sensing[M].Beijing:Science Press,2011.(in Chinese)

【13】CAIRNS B,RUSSELLB E E.Research scanning polarimeter and airborne usage for remote sensing of aerosols[J].SPIE,2003,5158:33-44.

【14】MEYER K,PLATNICK S.Utilizing the MODIS 1.38 μm channel for cirrus cloud optical thickness retrievals:algorithm and retrieval uncertainties[J].Geophys,2010:115.

【15】TYO J S.Design of optimal polarimeters:maximization of signal-to-noise ratio and minimization of systematic error[J].Optical Society of America,2002,42(4):619-630.

【16】Earth observing scanning polarimeter(EOSP) phase-b final report [R].Santa Barbara Research Center,1990.

【17】宋茂新,孙斌,孙晓兵,等.航空多角度偏振辐射及的偏振定标[J].光学精密工程,2012,20(6):1153-1158.
SONG M X,SUN B,SUN X B,et al..Polarization calibration of aireborne muti-angle polarimetric radiometer[J].Opt.Precision Eng.,2012,20(6):1153-1158.(in Chinese)

【18】RICHARD J,PERALTA,NARDELL C,et al..Aerosol polarimetry sensor for the glory mission[J].SPIE,2007,67865L:1-17.

【19】Laboratoire D''optique Atmospherique-Univeriste Sciences et Technologies de Lille.Polarizing Box Polbox Users Guide [R].LOA-Laboratoired Optique Atmosphérique,1-15.

引用该论文

HU Ya-dong,HU Qiao-yun,SUN Bin,WANG Xiang-jing,QIU Zhen-wei,HONG Jin. Double-angle polarized atmospheric corrector for remote sensing images[J]. Optics and Precision Engineering, 2015, 23(3): 652-659

胡亚东,胡巧云,孙斌,王相京,裘桢炜,洪津. 遥感图像双角度偏振大气校正仪[J]. 光学 精密工程, 2015, 23(3): 652-659

被引情况

【1】康晴,袁银麟,李健军,吴浩宇,郑小兵,闫静. 通道式偏振遥感器偏振定标方法研究. 大气与环境光学学报, 2015, 10(4): 343-349

【2】黄文娟,崔文煜,易维宁,孙斌,胡亚东. 多光谱偏振大气探测系统定标处理. 大气与环境光学学报, 2015, 10(4): 350-356

【3】伽丽丽,马,陈兴峰,李莉,李正强,张洋. 卫星近红外偏振通道反演气溶胶光学厚度的气溶胶模型影响. 红外与毫米波学报, 2016, 35(5): 569-577

【4】杨 斌,颜昌翔. 海洋气溶胶多光谱偏振特性研究. 光谱学与光谱分析, 2016, 36(9): 2736-2741

【5】康晴,袁银麟,李健军,杨伟锋,范慧敏,钱鸿鹄,吴浩宇,郑小兵. 大气同步校正仪的滤光片筛选方法与精度验证实验研究. 光学学报, 2017, 37(3): 312003--1

【6】王超杰,王 博,郭惠楠,秦来安. 空间飞行器平台大气密度的在轨测量. 光学 精密工程, 2017, 25(1): 15-20

【7】胡 强,裘桢炜,崔珊珊,洪 津,王相京. 分孔径探测系统通道间视场一致性度量方法. 应用光学, 2017, 38(3): 451-455

【8】杨 斌,颜昌翔,张军强,鞠学平. 多通道型偏振成像仪的偏振定标. 光学 精密工程, 2017, 25(5): 1126-1134

【9】朱冰青,袁银麟,康晴,张梦雅,郑小兵,方勇华,李健军,吴浩宇,丁蕾,李孟凡. 偏振遥感器带内相对光谱响应度定标方法研究. 光学学报, 2018, 38(7): 712005--1

【10】谢臣瑜,李健军,袁银麟,康晴,朱冰青,李孟凡,郑小兵. 大气校正仪短波红外通道内部杂散辐射测量方法. 光学学报, 2018, 38(9): 901002--1

【11】李正强,谢一凇,洪津,王中挺,王舒鹏,孙晓兵,乔延利,顾行发. 星载对地观测偏振传感器及其大气遥感应用. 大气与环境光学学报, 2019, 14(1): 2-17

【12】李孟凡,胡亚东,崔珊珊,于新宇,裘桢炜,厉卓然,王相京,张爱文,孙晓兵. 便携式多通道辐射参考光源的设计与测试. 光学学报, 2020, 40(20): 2001003--1

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