用6s做遥感反演的第一块关键积木

先给大家聊聊地表反照率。这东西其实就是把太阳的能量给反射回太空,它占总入射能量的比例决定了咱们那儿是暖还是冷,也控制着地表跟大气怎么交换能量。可以说,它是做遥感反演的第一块关键积木。 为啥这次要用6S模型呢?因为现在估算反照率有两条路,一个是经验回归模型,虽然用起来简单,但需要一大堆现成的实测数据;另一个是辐射传输模型,虽然精准还能出连续光谱,但定标起来容易出错。6S(Second Simulation of a Satellite Signal in the Solar Spectrum)就挺灵活的,算法成熟、参数明明白白,还开源免费,简直是个高性价比的选择。 下面咱们一步步来,用6S算出RGB、TM这些数据的地表反照率。首先把地形校正一下,把山头的阴影给抹平,别让地形起伏把地物照得亮一块暗一块的。然后是大气校正,给接收到的信号去掉包装。卫星收到的光里既有地面反射,也有大气散射和吸收,用6S的大气校正模块把大气顶部的反射率分离出来,就能得到真正的地表反射率。 接下来是光谱校正。不同波段对总反照率的贡献不一样,通过辐射传输模型算出权重系数,把TM的1到5波段和7波段的反射率合成一个宽波段的反照率。这样既保留了物理意义,又能减少噪声干扰。 再把热红外那个第6波段去掉,把剩下的可见光到短波红外所有有效波段加起来平均一下,就能得到除了热红外外的总波段反照率了。这个值对研究大尺度能量平衡挺有用。 如果你要看颜色,还可以看看RGB三个波段。TM的1、2、3就是红、绿、蓝,组合起来能直观反映地物有多亮。虽然这不是宽波段,但常用来快速筛选亮点或暗点的区域。 另外,红和近红外这两个波段搭配起来能看绿度。比如3和4波段,对植被覆盖度非常敏感。通过它们的乘积或者比值就能动态监测绿色植被的变化了。 最后说下5和7这两个短波红外通道。因为落在水的强吸收带上,所以地表湿度越高反射率越低。利用这两个通道的差异就能间接估算湿度了。 虽然6S用的是标准大气而不是当地实测的数据,但模型物理逻辑清晰、参数透明不用花钱去测光谱也能估算反照率。所以在做广域长时间序列研究时还是很有推广价值的。 记住不同地物对不同波段的敏感特征就行了。只要搞清楚这些“敏感指纹”,算法就会变得既简单又合理。