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CCD相机对气溶胶MTF与湍流MTF的影响机理以及模型研究
  • 项目名称:CCD相机对气溶胶MTF与湍流MTF的影响机理以及模型研究
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:41071236
  • 申请代码:D0106
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2011-01-01-2013-12-31
  • 项目负责人:李小英
  • 负责人职称:副研究员
  • 依托单位:中国科学院遥感应用研究所
  • 批准年度:2010
中文摘要:

许多研究证明只有基于大气MTF的校正才能解决不均一地表的大气校正问题。大气MTF包含气溶胶与湍流MTF,气溶胶MTF与湍流MTF的准确估算是进行准确大气校正的前提。然而大气MTF是从光学仪器输出的,因此,建立大气MTF模型时需要考虑光学仪器参数的影响。目前对光学系统影响机理方面的研究比较少且不全面,本项目基于自研制的CCD相机,通过地面与航空实验研究CCD相机特征参数对气溶胶与湍流MTF的影响机理,在机理研究的基础上建立在CCD相机限制下的气溶胶与湍流MTF模型。将建立的模型应用于我国自主HJ卫星CCD相机,获得HJ卫星CCD相机总的大气MTF,并通过基于大气MTF的大气校正以评价本项目建立的模型精度。

结论摘要:

气溶胶与湍流MTF的综合作用即为大气总MTF。气溶胶与湍流MTF的准确估算是提高大气校正精度的前提。大气MTF是从光学仪器输出的,因此,建立大气MTF模型时需要考虑光学仪器参数的影响。项目研究目标是通过地面与航空实验研究CCD相机特征参数对气溶胶与湍流MTF的影响机理,建立在CCD相机限制下的气溶胶与湍流MTF模型;并将模型应用于我国自主HJ卫星CCD相机,获得CCD相机总的大气MTF,并通过基于大气MTF的大气校正以评价本项目建立的模型精度。通过研究,项目已顺利完成各预计研究内容与成果。主要成果如下 1. 基于SAA模型,加入CCD相机特征参数建立了改进的气溶胶MTF模型。项目在经典模型中考虑传感器MTF的限制。原SAA中采用的FOV和动态范围作为最大散射角。根据我国CBERS与HJ卫星CCD相机的特征情况,本项目中最大散射角通过传感器的PSF半带宽的角度大小来计算。研究说明气溶胶MTF的影响由于传感器的限制作用而减小。在相同的大气条件下,由于不同传感器的特性不同,气溶胶MTF的影响也不同。 2. 基于NCEP数据,比较了湍流MTF模型中4种大气湍流折射率结构系数模式,确定合适的模式,建立我国高空间分辨率相机的湍流MTF模型。 3. 基于研究区不同时间获取的CCD图像、NCEP与AERONET数据,计算了HJ卫星CCD相机、CBERS-02b卫星CCD相机、ALOS PRISM相机的气溶胶与湍流MTF。研究结果表明,空间分辨率越高,湍流MTF的影响越大。 4. 利用获得的气溶胶MTF与湍流MTF,基于维纳滤波器对HJ卫星CCD相机、CBERS-02b卫星CCD相机、ALOS PRISM相机图像进行大气MTF校正。对于不均一地表可很大程度提高大气校正的精度。 5. 挂名发表了3篇文章,基中SCI 2篇。项目研究成果可以直接应用于我国高空间分辨率图像的大气MTF估算与补偿。提高图像大气校正的精度。另一方面,由于在轨传感器MTF测量时已包含了大气MTF,项目的大气MTF估算模型可以计算得到大气MTF,从在轨测量的综合MTF中分离出来,获得传感器本身的MTF。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 4
  • 0
  • 0
  • 0
  • 1
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