高光谱数据预处理：大气校正的关键步骤

"大气校正是高光谱数据预处理的关键步骤，目的是消除大气和光照对地物反射的影响，以获取地物真实的物理参数，如反射率、辐射率和地表温度。辐射定标是预处理的另一重要内容，将传感器记录的数值转化为绝对或相对辐射值。" 在高光谱遥感领域，数据预处理至关重要，它为后续的分析和应用打下坚实的基础。大气校正和辐射定标是其中两个核心环节。 辐射定标涉及到将传感器采集的数字量化值（DN）转换为具有物理意义的辐射值。这个过程分为绝对定标和相对定标。绝对定标通过线性关系将DN转换为辐射亮度值，通常以瓦特每平方米每 steradian (W/m²/sr) 为单位。相对定标则关注于图像内部各个像元、探测器、波段和时间的相对辐射差异。ENVI等软件提供了工具支持多种传感器的辐射定标。 大气校正的目标是去除大气中各种成分（如水蒸气、氧气、二氧化碳等）和气溶胶对地物反射的影响，从而获取更准确的地物反射率。这通常涉及反演地物的真实反射率。大气校正可以分为绝对大气校正和相对大气校正。绝对大气校正需要精确的大气参数，能将亮度值转换为可比较的表面反射率。然而，由于实际获取这些参数的困难，相对大气校正成为更为常见的选择。相对大气校正侧重于图像内部的相对反射率，不考虑地物实际反射率，但确保同一DN值代表相同地物反射率。 绝对大气校正通常基于模式大气，即根据时间和地理位置估算的理想大气条件，有时结合实时大气测量以提高精度。相对大气校正则依赖于图像内部的比较，如多光谱波段间的校正，适用于没有足够大气信息的情况。 高光谱数据预处理中的大气校正和辐射定标是复杂的过程，它们对提高数据分析的准确性起着关键作用，也是遥感应用中不可或缺的技术环节。通过这些预处理步骤，我们可以更好地理解地表特性，进行环境监测、资源调查等多种应用。