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鄱阳湖LandsatOLI影像大气校正研究

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第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 研究现状

1.3 研究内容及思路

1.4 论文安排

第二章 研究区与数据

2.1 研究区与站点分布

2.2 实验数据获取

2.3 遥感影像数据获取及预处理

2.4 光谱响应函数

第三章 大气校正基本原理

3.1 基本原理

3.2 瑞利散射

3.3气溶胶散射

第四章 大气校正方法研究

4.1 基于清洁水体的二类水体大气校正算法

4.2 二类水体短波红外算法

4.3 基于MODIS辅助数据的二类水体大气校正算法

4.4 二类水体大气校正迭代算法

第五章 大气校正结果分析与应用

5.1 大气校正站点选取

5.2 大气校正分析

5.3 影像应用

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

声明

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摘要

鄱阳湖是我国最大的淡水湖，是长江中下游地区的重要水源地以及长江流域最大的天然洪水调蓄区。因此对鄱阳湖水质、水位进行有效监测就显得尤为重要。遥感因其大范围、多时相、重复观测、获取信息受条件限制少等优点在监测方面具有很大的优势，大气校正是其关键性因素之一。当前，针对一类水体大气校正算法已经较为成熟，而针对内陆水体的大气校正问题并没有完全解决。本文基于此，以鄱阳湖水域为研究区，2013年至2015年Landsat OLI影像为数据源，实测数据为基础，探讨Landsat OLI影像的大气校正问题。
　　本文利用基于清洁水体的二类水体大气校正算法、二类水体短波红外算法、基于MODIS辅助数据的二类水体大气校正算法及迭代算法对鄱阳湖水体进行大气校正研究。（1）通过实测泥沙浓度确定各站点水体类型，然后得到不同水体在未校正影像上的光谱曲线，结合统计分析找出清洁水体，以2013年为例，清洁水体主要分布在鄱阳湖区东北角方向的军民水库及鄱阳湖区东部。利用已知清洁水体，求出大气校正参数，进而完成大气校正。（2）以Landsat OLI影像SWIR1（有效波长为1609nm）波段、SWIR2（有效波长为2201nm）离水辐亮度为零的假设为基础，得到这两个波段的气溶胶散射，进而求出大气校正参数，完成大气校正。（3）以MODIS影像第五波段（有效波长为1240nm）、第六波段（有效波长1640nm）离水辐亮度为零的假设为基础，求出大气校正参数，并将此大气校正参数运用至大气状况一致的Landsat OLI影像上，进而完成Landsat OLI影像的大气校正。（4）利用水体反射率与水体固有光学特性之间的关系，结合实测叶绿素浓度，实现一种基于短波红外算法优化的迭代算法，在短波红外波段（有效波长为1609nm）两次迭代结果小于5%时，停止迭代。
　　将2013年至2015年实测数据与四种大气校正结果在五种水体类型下进行对比分析。研究结果表明：在特别混浊区、中等混浊区、轻度混浊区，基于清洁水体算法的校正效果最佳，各站点校正误差均未超过20%。在清水区及特别清澈区，基于清洁水体算法的校正效果最差，而其余三种方法中，迭代算法的校正效果最佳，在2014年特别清澈区的两个站点校正相对误差为19.6%、18.28%；在2015年清水区两个站点校正相对误差为14.5%、17.96%。
　　根据上述结论，实现一种影像的迭代分类，并在此分类基础上对影像进行分区校正，分区校正结果相比 FLAASH校正而言，光谱反射更接近实测数据，说明分区校正具有可行性，同时也为后续鄱阳湖大气校正研究提供了一种新思路。

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