反射率

遥感影像与处理的一般流程 辐射定标 → 大气校正 → 几何校正 → 正射校正 【遥感影像校正/纠正分为几何校正和辐射校正，几何校正又可分为粗纠正、精 纠 正、混合 纠 正和正射校正等；辐射校正分为辐射定标、辐射校正、大气校正等。】 一 . 辐射校正、辐射定标和大气校正的关系 辐射校正包括辐射定标和大气校正，辐射定标是为大气校正做准备 1. 辐射校正 Radiometric correction 指在光学遥感数据获取过程中，产生的一切与辐射有关的误差的校正 2. 辐射定标 Radiometric calibration 是用户需要计算地物的光谱反射率或光谱辐射亮度时，或者需要对不同时间、不同传感器获取的图像进行比较时，都必须将图像的亮度灰度值转换为绝对的辐射亮度，这个过程就是辐射定标。 辐射定标是将记录的原始 DN值 转换为大气外层表面反射率（Apparent reflectance，又称辐射亮度值） DN值（ Digital Number ） ： 是 遥感影像像元亮度值，记录地物的灰度值。为 无单位整数， 值大小与传感器的辐射分辨率、地物发射率、大气透过率和散射率等相关。反映地物的辐射率（ Radiance ）。 地表反射率（ Surface reflectance/ albedo ）：是地面反射辐射量与入射辐射量之比，表征地面对太阳辐射的吸收和反射能力。反射率越大

判断一种PBR光照模型是否是基于物理的，必须满足以下三个条件： 　　（1）基于微平面(Microfacet)的表面模型。Be based on the microfacet surface model. 　　（2）能量守恒。Be energy conserving. 　　（3）应用基于物理的BRDF。Use a physically based BRDF. 原理一 微平面模型 The microfacet model 描述：任何表面(surface)在微观尺度下都可以描述为由一系列微小的平面(microfacet)组成，并且我们假设这些微平面都是绝对光滑的镜面，能够完美反射光线。 粗糙度(roughness)参数：没有任何表面是绝对光滑的，但微表面已经小到没法在像素尺度上区分，因此我们在像素的尺度上引入了粗糙度的概念(rougness)，用来表示与半角向量h大致对齐的microfacet的占比。 roughness是一个统计学上的近似。 散射(scatter)：材质表面越粗糙，说明其微表面的方向越不一致，那其就会将光线反射到各个不同的方向，这就是散射。越光滑的表面，其微表面反射方向越一致，那么材质表面的高光区域就越集中越锐利。 半角向量h(halfway vector)：光照向量l和视角向量v的中间值。 越多的微表面和半角向量对齐，那这个点的高光反射就越强越锐利。 原理二 能量守恒

1）数字量化值（Digital Number） DN值是遥感影像像元亮度值，记录的地物的灰度值。无单位，是一个整数值，值大小与传感器的辐射分辨率、地物发射率、大气透过率和散射率等有关。DN值通常被用来描述还没有校准到具有意义单位的像素值。 如果只是想看一个图像,和不打算解释像素值的物理意义,那么就可以以DN值的方式来保存。 所有遥感影像原始数据都是DN值，要经过辐射定标转换成具有实际物理含义的表观反射率（光学）或后向散射系数（SAR）。 DN值范围的不同是因为不同传感器量化级不同，就是存储数据时将传感器接收电平的量化级，有的是8bit量化，则DN值范围是0-255，有的是16bit量化（如高分辨的Worldview-2卫星），范围为0-65535，还有12bit量化的。GF-1号好像是10bit量化（记不清了，具体值请查阅卫星相关资料），理论上DN值范围为0-1024。 2）辐射率（Radiance） 3）反射率（Reflectance） 反射率是物体表面所能反射的辐射量和它所接受的辐射量的比值，一般在[0,1]范围，有的时候为了储存方便而扩大一定的倍数，如放大一万倍[0,10000]。一些材料可以通过他们的反射光谱来识别,因此，为了更好的识别图像特征，我们通常将图像定标为反射率图像。 反射率图像包括两种：大气表观反射率和地表反射率 3.1) 大气表观反射率（Top of