MODTRAN在大气纠正中的应用与原理

"这篇资源主要涉及的是大气测量与遥感中的关键概念和技术，特别是如何通过直接启动SUN测量和使用MODTRAN模型进行大气参数的获取和纠正。文章由任华忠教授在北京师范大学地理学与遥感科学学院的一次演讲中提出，涵盖了大气纠正的基本原理、MODTRAN模型的介绍以及其应用方法。" 在直接启动SUN测量中，系统能够进行等间隔自动跟踪测量，覆盖范围从0.5到60.5分钟，以反演出包括大气透过率、消光光学厚度、气溶胶光学厚度、大气水汽柱总量、臭氧总量以及水平气象视距等重要参数。此外，通过天空光扫描测量，使用了ALMU、PPLAN和PPL三种扫描方式，能够得到天空辐亮度、气溶胶相函数等数据。 MODTRAN（Moderate Resolution Atmospheric Transmission）是一个强大的辐射传输模型，用于模拟和计算大气对电磁辐射的影响，尤其适用于短波波段的遥感应用。在MODTRAN简介中，任华忠教授提到该模型在大气纠正中的核心地位，通过设置输入参数，如地理位置、时间、大气条件等，MODTRAN能计算出大气路径辐射（Lpath）和地表真实反射率（F），从而进行大气纠正。 大气纠正的基本原理在于，遥感器接收到的TOA（Top of Atmosphere）表观辐亮度（LTOA）需要减去大气路径辐射（Lpath）和大气散射与吸收的影响，才能得到地表真实反射率。这一过程通常通过辐射传输模型如MODTRAN来实现，它可以计算出F、S和Lpath的值。大气纠正的方法多种多样，包括基于地面知识库的经验关系、波段间相关关系、多角度观测、图像本身的特性以及辐射传输模型。 MODTRAN的应用不仅限于理论计算，也广泛应用于实际的地表定量遥感中，比如利用ENVI软件提供的工具进行线性经验大气纠正法、劈窗技术等。通过对MODTRAN模型的深入理解和应用，可以提高遥感数据的地表反演精度，为气候变化研究、环境监测等领域提供关键支持。