2  遥感图像大气校正的基本理论与方法

2。1  光学遥感成像原理

遥感（remote sensing，RS）是指远距离不接触物体从而获取信息的一种技术，采集数据形式可以通过电磁波、力、声波等等[5]，而遥感的信息源主要来自电磁辐射与地表的相互作用(包括发射、吸收、反射、透射)。遥感的主要能量来源源自于太阳，自然界各种物质在光照条件下能反射出辐射能，物质由于自身具有一定的温度，因而也能不断发射出辐射能，把这种反射和发射辐射能以波长为参数记录下来，可以得到该物质的光谱范围。因此，必须先了解地物的光谱特性，空间变化和时间特性，才能在遥感图像中辨识地物特点和现象的特征，并理清它们之间的关系和规律。

电磁波谱是连续的电磁辐射，电磁波包括的范围很广范围，从Γ射线延伸到无线电波、可见光，人们根据波长的长短和波源不同大致可将电磁波谱分为七个不同的区域分别是Γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波。电磁波的波谱区段是渐变的，习惯上将电磁波段划分如下表：

表1-1  电磁波段与波长

波段 波长

长波 大于3000m

中波和短波 10-3000m

短超波 1-10m

红外波段 0。76-1000μm

可见光 0。38-0。76um

紫外线 10-3-3。8×10-3μm

X射线 10-6-10-3μm

Λ射线 小于10-6 μm

2。2  大气对遥感的影响

地球的大气层没有一个确切的界限，距离地球表面越远，空气越少，如果地球表面没有大气，所有波段的电磁能就会与地表面相互作用，并传输关于该表面的真实信息[13]。在太阳辐射传输过程中,由于大气带来的干扰,传感器接收的信息不仅包含我们所需要的地表信息,还包括大气带来的一部分干扰信息,这样就使同一物体不同影像上具有不同光谱信息。然而，在实际应用中，大气对遥感的影响不可避免，大气对辐射的影响方式主要有：散射、吸收、反射，他们对遥感数据的传输造成了很大的影响，图2-1显示了太阳辐射与大气和地面相互作用后到达遥感器的太阳反射辐射能的基本状况[1]。

图2-1 太阳辐射的传输过程示意图

大气吸收主要会使遥感影像变暗，由于大气对紫外线具有很强的吸收功能，现阶段遥感中很少用到。另外，电磁波与大气的相互作用还包括大气的反射，它会削弱电磁波到达地面的程度，如果想要接收遥感信号，就要选择万里无云的天气。

太阳光在穿过大气层时，会面临大气层对太阳光的吸收散射的影响，因而使透过大气层的阳光能量减少。通常把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口[5]。范围在0。30-1。15 μm 的大气窗口是遥感技术应用最主要的窗口之一，包括全部可见光波段、部分紫外波段和部分近红外波段。对于地面遥感来说，只有位于大气窗口的波段才能被用于生成遥感图像。图2-2表示大气吸收作用引起的透过率与波长的关系：

图2-2 大气吸收与大气窗口示意图

2。3  大气校正的常用方法

大气校正是用来消除大气和光照等因素以及大气中水蒸气、氧气和臭氧等物质对地物反射的影响[15]。很多情况下，大气校正也是反演地物真实反射率的过程。到目前为止,遥感图像的大气校正方法很多。应用比较广泛的有以下几类：文献综述