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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

gf-4是我国高分辨率对地观测系统中唯一一颗地球同步轨道遥感卫星，应用于环境及林火监测等领域，首次采用面阵 cmos探测器在36000km高轨成像，而面阵成像的在轨相对辐射校正模型构建、面阵相机光学畸变检校均尚属首次，gf-4卫星影像产品处理后辐射质量和几何质量能否满足用户需求是亟待解决的问题，所以必须开展 gf-4 卫星影像辐射精度评价分析工作,国内外常用的卫星传感器的在轨辐射定标主要包括场地定标、星上定标和交叉定标等 3 种方法。但是星上定标和场地辐射定标法成本高昂而且费时费力，现阶段 gf-4 卫星每年只开展了一次场地辐射定标。较少的辐射定标频次与定标过程中的误差造成了 gf-4 热红外谱段的辐射定标精度较低，并且辐射稳定性差，从而导致如林火监测结果精度较低,迄今为止暂未有针对 gf-4 热红外谱段交叉辐射定标的研究,利用辐射精度高的卫星对辐射精度低的卫星进行交叉定标校正是很好的提高辐射定标精度方法之一，所以利用高精度的modis数据作为参考对gf-4进行交叉辐射定标具有重大意义。且本文采取光线匹配法对gf-4进行交叉辐射定标，光线匹配法常规方法是单波段匹配法，目前已经提出的双波段交叉辐射定标法是基于辐射传输模型的，目前尚无基于光线匹配法的双波段法，因此本文尝试以光线匹配法单波段法为基础，提出基于gf-4和m0dis光谱之间差异的双波段法以改善交叉辐射定标精度。

国内外研究现状

交叉辐射定标技术是利用定标精度较高的遥感器作为参考，对目标遥感器进行定标，其方法简单，实施过程容易，而且精度也能符合要求。在场地定标中，虽然目前青海湖水面辐射校正场及敦煌陆地辐射校正场已经建立，中国遥感卫星辐射校正场已经完场了多卫星共同使用，具有国际水平的目标，并且开展了多种卫星的场地辐射定标校正，然而场地定标方法本身有诸多限制。场地定标仅依靠一种方法进行定标无法完全保障定标精度，另外，场地定标方法容易受天气、环境、人员等影响，不确定因素较多。而且开展场地定标成本比较大，需要投入大量人力物力，定标实施过程也比较复杂，因此每年进行场地定标的次数受到很大限制，不能够满足现实研究应用的需求。交叉辐射定标与场地定标相比，可以大大的节省人力、物力和财力，是目前最具发展前景的定标方法之一。

2. 研究的基本内容

本文以高精度的modis数据作为参考，对gf-4热红外波段开展无场地、低成本的交叉辐射定标。采取青海湖水面定标场为试验区域，以光线匹配法为基础，以两种基准分别选取modis第20、21波段作为参考波段开展交叉定标，此外，光线匹配法常规方法是单波段匹配法，目前尚无基于光线匹配法的双波段法，本文基于光谱提出三种双波段法，并针对单波段法以及本文所提出的三种双波段法的定标结果进行分析，得出交叉辐射定标系数精度更高的方法。文章研究内容安排如下：

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实验方案：

利用 terra卫星中分辨率成像光谱仪modis热红外波段的第20、21波段作为切入点，以青海湖区域作为试验区，采用光线匹配法对gf-4热红外波段irs进行交叉辐射定标。同时本文结合了光谱之间的差异性而提出了双波段法，并针对两种方法的定标结果进行验证分析，得出几种方案中定标精度较高的一种。具体方案为：从中国卫星资源应用中心及modis官网筛选获取符合定标的相关数据。modis数据预处理，完成midis数据投影转换，转换为经纬度模式。gf-4数据预处理，用三次卷积算法使gf-4图像降尺，达到gf-4图像分辨率与modis图像一致。使用基于灰度值的互相关算法完成gf-4图像与modis图像的几何配准。裁剪gf-4与modis图像，选取同名点，使用matlab读取图像数据并进行线性拟合，分析结果。

4. 参考文献

[1] 徐文,龙小祥等. “高分四号”卫星影像辐射与几何精度评价[j]. 航天返回与遥感,2016,(04):16-25.

[2] 张勇,顾行发等. 中巴地球资源卫星热红外通道的交叉辐射定标[j]. 红外与毫米波学报,2006,(04):261-266

[3] 张维安,陈博临. 机载热红外多光谱数据定标与温度反演[j]. 红外与毫米波学报,2014,(02):172-176.