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1. 合肥工业大学青年教师教学基本功比赛 大气校正 遥感原理与应用 第章：

2. 波段对比法 野外波谱测试回归分析法 大气校正方法

3. 辐射传输模型 ：辐射传输模型旨在模拟电磁波（太阳辐射）在穿过 “ 太阳 - 大气层 - 地表 - 大气层 - 传感器 ” 这一路径时，与大气中各组分发生的复杂物理相互作用。 其核心思想是将大气层视为一种介质，通过计算太阳辐射在该介质中的传输路径以及被吸收和散射的过程，来推导出大气的透射率和路径辐射等关键参数，从而消除大气影响，还原地物的真实反射率 其中 MODTRAN 是最具代表性的数值辐射传输模型 辐射传输模型

4. 经过传感器校正后的表观反射率是地物的真实面貌吗？ 课程回顾 Landsat5 TM 错行影像 Landsat 5 校正后影像

5. 大雾伦敦 晴朗伦敦 课程导入

6. 卫星在太空，会不会和照相机一样受到云雾影响呢？ 课程导入

7. 太阳光在 “ 来 ” 的路上被干扰，地物反射光在 “ 去 ” 的路上也被干扰。 遥感路上的重重关卡 大气效应 是遥感电磁波在穿过大气层时，与大气中的分子、气溶胶等物质发生吸收和散射作用，导致传感器接收到的信号发生变化，从而影响对地物真实信息的获取。

8. 大气吸收 是特定大气成分吸收特定波长的电磁波能量，导致信号在这些波段上显著衰减甚至消失。 大气效应：吸收

9. 大气散射的两种主要类型： 瑞利散射 ：大气分子粒子（如氮气、氧气），粒子直径远小于波长。 米氏散射 ：大气气溶胶粒子（如尘埃、烟雾、水滴），粒子直径与波长相当。 大气效应：散射 大气散射 是指当电磁波穿过大气层时，与大气中的分子和气溶胶粒子发生碰撞，导致电磁波的传播方向发生改变，能量向各个方向重新分配的现象。

10. MODIS 大气校正前影像 MODIS 大气校正后影像 大气对遥感图像的影响

11. 大气校正 (Atmospheric Correction) 是指通过一系列物理模型或统计方法，消除或削弱电磁波在传播过程中受到大气层（包括大气分子和气溶胶）的吸收和散射影响，从而将遥感传感器接收到的辐射亮度或表观反射率，转化为地物固有的真实地表反射率或地表辐射亮度的过程。 大气校正

12. 根据实现手段和对辅助数据的依赖，大气校正的方法可以分为三大类： 野外波谱测试回归分析法 ： 通过野外实测与卫星同步观测结果分析计算。 波段对比法 ： 利用受大气影响小的波段来校正其他波段。 辐射传输方程计算法 ： 基于严格的物理模型，如 MODTRAN 和 6S 。 大气校正

13. 辐射传输方程 符号 含义 物理意义 某一高度、方向的辐射亮度 当前点的光强 光学厚度 表示大气对光的吸收 / 散射能力 方向余弦 = cos( θ) 光的传播方向 辐射损失项 吸收 + 散射出该方向的能量 源函数 散射入射 + 自发辐射产生的能量

14. 辐射传输模型 ：辐射传输模型旨在模拟电磁波（太阳辐射）在穿过 “ 太阳 - 大气层 - 地表 - 大气层 - 传感器 ” 这一路径时，与大气中各组分发生的复杂物理相互作用。 其核心思想是将大气层视为一种介质，通过计算太阳辐射在该介质中的传输路径以及被吸收和散射的过程，来推导出大气的透射率和路径辐射等关键参数，从而消除大气影响，还原地物的真实反射率 其中 MODTRAN 是最具代表性的数值辐射传输模型 辐射传输模型

15. MODTRAN 模型 ，中分辨率大气辐射传输模型，其内置的辐射传输物理模型为模拟分层、水平均匀的大气提供了精确快速的方法。计算大气透过率、总辐射亮度等参数，计算精度较高且计算速度快，是目前应用最广泛的大气辐射传输计算程序。 MODTRAN 模型 MODTRAN 预测和分析光学测量结果。

16. FLAASH 模型 是基于 MODTRAN4 辐射传输模型构建，适用于可见光至短波红外波段的高光谱及多光谱遥感数据校正的大气校正模块。 FLAASH 可处理来自几乎所有可见光 —— 近红外 —— 短波红外高光谱和多光谱传感器的数据，支持离轴观测和轴上观测，并包含水汽和气溶胶反演以及邻近效应校正的算法。 FLAASH 模型

17. 通过分析影像，自动估算出大气中的水汽和气溶胶（雾霾）含量。 原始影像 + 传感器信息 + 拍摄参数（日期、时间、高度等）。 01 FLAASH 内部 : 调用 MODTRAN 模型数据库。利用特定波段（如水汽吸收带）反演水汽含量。利用暗像元反演气溶胶（能见度）。 精确的地表反射率影像 02 03 FLAASH 工作原理

18. 1 平均高程参数 2 大气模型参数 3 气溶胶反演参数 4 水汽反演参数 FLAASH 模型参数

19. 平均高程参数 定义研究区域的平均海拔高度，用于修正气压、空气密度等大气层特征。 在 MODTRAN 中，它会影响大气分层厚度和光学路径长度。 平均高程参数 高海拔 → 大气稀薄 → 吸收/散射减少 → 反射率偏高 低海拔 → 大气厚 → 散射增强 → 反射率偏低

20. 大气模型参数 大气模型参数 描述特定地区与季节下的大气垂直分布（温度、气压、水汽、臭氧等）。这是 MODTRAN 模拟吸收特性的基础。 热带模式：水汽含量高，吸收强； 极地模式：干燥，大气透过率高。

21. 气溶胶反演参数 气溶胶 是导致散射和路径辐射的主要因子。 FLAASH 可以 通过 这些参数估算和修正气溶胶效应。 参数名称 说明 常用取值 气溶胶类型 ( Aerosol Model) 定义散射粒子类型 Urban / Rural / Maritime / Desert 气溶胶反演 ( Aerosol Retrieval) 是否自动估算气溶胶浓度 On / Off 可视距离 ( Visibility, km) 经验性描述气溶胶浓度 5–100 km 反演算法 ( Retrieval Method) 暗像元法 / Haze Optimized 默认暗像元法 可视距离低 → 气溶胶浓度高 → 图像偏蓝 / 偏灰； 可视距离高 → 空气清洁 → 校正后反射率较亮。

22. 水汽反演参数 水汽 是最强的大气吸收因子之一，特别在 940 nm 和 1130 nm 处。 FLAASH 可从影像中反演水汽含量并修正其吸收效应 。 参数名称 说明 示例值 水汽反演 是否启用自动估算水汽 On / Off 水汽吸收波段 使用的特征波段 940 nm / 1130 nm 初始水汽估计值 初始假设的含量 2.0 g/cm² 校正方法 基于 MODTRAN 模拟与观测匹配 内部自动计算

23. FLAASH 模型基于以下简化的辐射传输方程（适用于朗伯体地表和均匀大气条件） 传感器接收的表观辐射亮度（ ） ​​ 可表示为：   传感器在波长 λ 处接收到的表观辐射亮度 目标地物的真实地表反射率 ​ 大气层顶的太阳辐照度 ​ 大气透过率 ​ 大气半球反射率 ​ 大气路径辐射 ​ 传感器在波长 λ 处接收到的表观辐射亮度 目标地物的真实地表反射率 ​ 大气层顶的太阳辐照度 ​ 大气透过率 ​ 大气半球反射率 ​ 大气路径辐射 ​ FLAASH 的辐射传输方程

24. FLAASH 的独特优势 核心功能 技术亮点 ① 光谱质量优化 光谱抛光与噪声抑制 有效消除因模型近似与传感器定标误差带来的高频噪声，获得平滑的光谱曲线。 ② 智能化参数反演 水汽含量自动反演，气溶胶光学厚度反演 利用水汽吸收波段（如 940 nm 、 1130 nm ）自动估算大气水汽含量、反演能见度与气溶胶参数，实现自适应大气校正。 ③ 多散射精确模拟 离散坐标法求解 采用多层分步计算的离散坐标法精确模拟多次散射效应，显著提升高反射率地物（如云、沙地）的校正精度。 ④ 参数化与灵活性 完备的大气参数化方案 内置多种大气与气溶胶模型，可灵活匹配不同地区与季节条件。 ⑤ 自动化与实用性 智能流程控制 参数设置模块化、计算过程自动化，与 ENVI 平台深度集成，实现从辐射校正到反射率输出的全自动流程。

25. FLAASH 具有卓越的高光谱数据处理能力，相比之下，对比如 6S 、 QUAC 等模型在光谱分辨率和复杂大气条件下的处理能力相对有限。 下图为 6S 与 FLAASH 模型对水稻各波段表面反射率的 RMSE 。 FLAASH 的独特优势

26. 0.95 μm 处的吸收在 FLAASH 中得到补偿，在 QUAC 中被高估。 FLAASH 的独特优势

27. 大气校正技术的学习不仅让我们掌握专业知识，更让我们认识到：科技创新是民族复兴的重要动力。希望同学们将个人理想融入国家发展大局，在遥感技术领域勤奋钻研，为建设科技强国贡献青春力量。

28. 谢谢观看！