CN105675016A - 一种大气校正方法以及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种大气校正方法以及系统。其中，所述方法包括：获取来自高分一号卫星的WFV相机的数据；根据所述数据计算得到WFV相机各波段像元的表观反射率；根据所述数据利用辐射传输模式和WFV相机的波段响应函数进行相关计算，完成WFV相机遥感图像上不同区域大气分子散射差异修正，得到修正后的大气参数，从而形成大气参数查找表；以及根据所述表观反射率和所述大气参数查找表获得WFV相机各波段像元的地表反射率，从而实现大气校正。本发明基于高分一号卫星的WFV相机的数据实现大气校正，能够快速、方便地获取真实的地表反射率，为定量应用提供了数据源。

Description

一种大气校正方法以及系统

技术领域

本发明涉及大气遥感技术领域，具体地，涉及一种大气校正方法以及系统。

背景技术

在遥感数据的应用中，尤其是定量应用中，消除大气中的大气分子、气溶胶、吸收气体等因素对卫星观测数据的影响，完成大气校正，是遥感数据处理的重要步骤。目前，基于大气辐射传输理论模型进行大气校正，由于原理清晰、通用性好、精度高等优点，得到了越来越多的应用。该方法从辐射传输理论出发完成大气校正，能适应各种地-气状况获得较高精度的地表反射率。但是，该方法需要根据卫星观测条件考虑所有的大气情况进行辐射传输计算，大大降低了大气校正速度。虽然应用6S等辐射传输软件构建大气参数查找表会加快大气校正速度，但相对高分辨率和宽覆盖的新型卫星图像来说，如我国的HJ-1星CCD数据和GF-1星WFV数据，大气校正速度还需进一步提高。

高分一号卫星(简称GF-1星)于2013年4月在中国酒泉卫星发射基地成功发射入轨，该卫星采用太阳同步轨道，属于光学成像遥感卫星，设计寿命为5-8年，具有高分辨率、宽覆盖等特点。GF-1星搭载有4个中分辨率相机，空间分辨率为16m，共有蓝、绿、红、近红外四个波段，每个相机的视场角约为16度，拼接4台相机(WFV1、WFV2、WFV3、WFV4)的观测数据可实现800km幅宽的观测，具有4天覆盖中国全境的能力。

目前，已有较多针对高分辨率4波段CCD相机开展的大气校正研究。针对环境一号卫星的CCD相机，基于大气系数查找表能够实现大气校正，或利用暗目标法、深蓝算法获取气溶胶参数也能够完成大气校正。针对ZY-3的MUX数据，能够从MODIS获取气溶胶信息完成大气校正。针对CBERS02星的CCD数据，能够利用6S模型辅以气象数据实现大气校正。然而，现有技术中还没有针对高分辨率4波段WFV相机开展的大气校正研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种大气校正方法以及系统。其中，所述方法基于高分一号卫星的WFV相机的数据实现大气校正，能够快速、方便地获取真实的地表反射率，为定量应用提供了数据源。

为了实现上述目的，本发明提供一种大气校正方法。所述方法包括：获取来自高分一号卫星的WFV相机的数据；根据所述数据计算得到WFV相机各波段像元的表观反射率；根据所述数据利用辐射传输模式和WFV相机的波段响应函数进行相关计算，完成WFV相机遥感图像上不同区域大气分子散射差异修正，得到修正后的大气参数，从而形成大气参数查找表；根据所述表观反射率和所述大气参数查找表获得WFV相机各波段像元的地表反射率，从而实现大气校正。

其中，所述根据所述数据计算得到WFV相机各波段像元的表观反射率，具体包括：将所述数据的几何定位信息进行坐标转换，得到WFV相机各波段像元的经纬度，并从所述数据的辅助数据中提取卫星过境时间；根据所述经纬度和所述卫星过境时间通过下式计算得到各波段像元的太阳天顶角：cosθ_s＝sin(lat)sinδ+cos(lat)cosδcost；根据所述卫星过境时间分季节选取辐射定标系数；通过下式将各波段像元的亮度DN值转换为表观辐亮度：L＝DN/g+L₀；根据所述太阳天顶角通过下式将所述表观辐亮度归一化为各波段像元的表观反射率：

${\mathrm{\ρ}}_{TOA}=\frac{\mathrm{\π}L}{d_s{E}_{\mathrm{\λ}}{\mathrm{cos\θ}}_s}$

其中，lat表示各波段像元的地理纬度，δ表示太阳光与地球赤道平面的夹角，t表示太阳的时角，θ_s表示所述太阳天顶角，g、L₀分别表示辐射定标系数，DN表示所述亮度DN值，L表示所述表观辐亮度，E_λ表示大气层顶太阳辐照度；d_s表示日地距离修正因子，ρ_TOA表示所述表观反射率。

其中，所述方法还包括：结合高分一号卫星各WFV相机的联合观测方式，根据所述辅助数据提供的图像中心点的观测天顶角，各WFV相机观测的倾角以及各WFV相机的幅宽计算得到WFV相机各波段像元的观测天顶角。

其中，所述根据所述数据利用辐射传输模式和WFV相机的波段响应函数进行相关计算，完成WFV相机遥感图像上不同区域大气分子散射差异修正，得到修正后的大气参数，从而形成大气参数查找表，具体包括：根据各波段像元的经纬度从海拔数据库中查找各波段像元的海拔值，并通过下式计算得到大气分子光学厚度：

τ_r(λ)＝0.008569λ^-4(1+0.0113λ^-2+0.00013λ^-4)e^-0.125H

根据所述大气分子光学厚度、太阳天顶角、观测天顶角以及相对方位角利用辐射传输模式和WFV相机的波段响应函数进行相关计算，完成WFV相机遥感图像上不同区域大气分子散射差异修正，得到修正后的大气参数，并存储在文件中，从而形成大气参数查找表，其中，λ表示光波波长，H表示所述海拔值，τ_r(λ)表示大气分子光学厚度，e＝2.718281828459，从所述辅助数据提取得到所述相对方位角。

其中，所述根据所述表观反射率和所述大气参数查找表获得WFV相机各波段像元的地表反射率，从而实现大气校正，具体包括：将60*60的像元综合平均为1个像元，降低WFV相机蓝波段的空间分辨率到1公里；利用MODIS的地表反射率产品提取蓝波段像元的地表反射率；完成所述蓝波段像元的地表反射率与WFV相机之间的波段差异校正，并根据WFV相机蓝波段像元的表观反射率使用深蓝算法反演得到1公里空间分辨率的气溶胶光学厚度；根据所述大气参数查找表和所述气溶胶光学厚度进行线性插值，得到WFV相机各波段1公里空间分辨率的大气参数，再利用双线性空间插值得到整景的16米空间分辨率的大气参数；根据所述表观反射率和所述16米空间分辨率的大气参数通过下式进行矩阵运算得到各波段像元的地表反射率，从而实现大气校正：

${\mathrm{\ρ}}_{TOA}({\mathrm{\θ}}_s,{\mathrm{\θ}}_v,\mathrm{\φ})={\mathrm{\ρ}}_o({\mathrm{\θ}}_s,{\mathrm{\θ}}_v,\mathrm{\φ})+\frac{T\left({\mathrm{\θ}}_s\right)T\left({\mathrm{\θ}}_v\right)r}{\[1-rS\]}$

其中，ρ_TOA表示所述表观反射率，θ_s表示所述太阳天顶角，θ_v表示所述观测天顶角，表示太阳入射与卫星观测方向的相对方位角，ρ_o表示大气程辐射，S表示大气层向下的半球反射率，T表示整层大气的透过率，r表示所述地表反射率。

相应地，本发明还提供一种大气校正系统。所述系统包括：获取单元，用于获取来自高分一号卫星的WFV相机的数据；第一计算单元，用于根据所述数据计算得到WFV相机各波段像元的表观反射率；形成单元，用于根据所述数据利用辐射传输模式和WFV相机的波段响应函数进行相关计算，完成WFV相机遥感图像上不同区域大气分子散射差异修正，得到修正后的大气参数，从而形成大气参数查找表；校正单元，用于根据所述表观反射率和所述大气参数查找表获得WFV相机各波段像元的地表反射率，从而实现大气校正。

其中，所述第一计算单元，具体用于：将所述数据的几何定位信息进行坐标转换，得到WFV相机各波段像元的经纬度，并从所述数据的辅助数据中提取卫星过境时间；根据所述经纬度和所述卫星过境时间通过下式计算得到各波段像元的太阳天顶角：

cosθ_s＝sin(lat)sinδ+cos(lat)cosδcost

根据所述卫星过境时间分季节选取辐射定标系数；通过下式将各波段像元的亮度DN值转换为表观辐亮度：L＝DN/g+L₀；根据所述太阳天顶角通过下式将所述表观辐亮度归一化为各波段像元的表观反射率：

${\mathrm{\ρ}}_{TOA}=\frac{\mathrm{\π}L}{d_s{E}_{\mathrm{\λ}}{\mathrm{cos\θ}}_s}$

其中，lat表示各波段像元的地理纬度，δ表示太阳光与地球赤道平面的夹角，t表示太阳的时角，θ_s表示所述太阳天顶角，g、L₀分别表示辐射定标系数，DN表示所述亮度DN值，L表示所述表观辐亮度，E_λ表示大气层顶太阳辐照度；d_s表示日地距离修正因子，ρ_TOA表示所述表观反射率。

其中，所述系统还包括：第二计算单元，用于结合高分一号卫星各WFV相机的联合观测方式，根据所述辅助数据提供的图像中心点的观测天顶角，各WFV相机观测的倾角以及各WFV相机的幅宽计算得到WFV相机各波段像元的观测天顶角。

其中，所述形成单元，具体用于：根据各波段像元的经纬度从海拔数据库中查找各波段像元的海拔值，并通过下式计算得到大气分子光学厚度：

τ_r(λ)＝0.008569λ^-4(1+0.0113λ^-2+0.00013λ^-4)e^-0.125H

根据所述大气分子光学厚度、太阳天顶角、观测天顶角以及相对方位角利用辐射传输模式和WFV相机的波段响应函数进行相关计算，完成WFV相机遥感图像上不同区域大气分子散射差异修正，得到修正后的大气参数，并存储在文件中，从而形成大气参数查找表，其中，λ表示光波波长，H表示所述海拔值，τ_r(λ)表示大气分子光学厚度，e＝2.718281828459，从所述辅助数据提取得到所述相对方位角。

其中，所述校正单元，具体用于：将60*60的像元综合平均为1个像元，降低WFV相机蓝波段的空间分辨率到1公里；利用MODIS的地表反射率产品提取蓝波段像元的地表反射率；完成所述蓝波段像元的地表反射率与WFV相机之间的波段差异校正，并根据WFV相机蓝波段像元的表观反射率使用深蓝算法反演得到1公里空间分辨率的气溶胶光学厚度；根据所述大气参数查找表和所述气溶胶光学厚度进行线性插值，得到WFV相机各波段1公里空间分辨率的大气参数，再利用双线性空间插值得到整景的16米空间分辨率的大气参数；以及根据所述表观反射率和所述16米空间分辨率的大气参数通过下式进行矩阵运算得到各波段像元的地表反射率，从而实现大气校正：

${\mathrm{\ρ}}_{TOA}({\mathrm{\θ}}_s,{\mathrm{\θ}}_v,\mathrm{\φ})={\mathrm{\ρ}}_o({\mathrm{\θ}}_s,{\mathrm{\θ}}_v,\mathrm{\φ})+\frac{T\left({\mathrm{\θ}}_s\right)T\left({\mathrm{\θ}}_v\right)r}{\[1-rS\]}$

其中，ρ_TOA表示所述表观反射率，θ_s表示所述太阳天顶角，θ_v表示所述观测天顶角，表示太阳入射与卫星观测方向的相对方位角，ρ_o表示大气程辐射，S表示大气层向下的半球反射率，T表示整层大气的透过率，r表示所述地表反射率。

通过上述技术方案，获取来自高分一号卫星的WFV相机的数据；根据数据计算得到WFV相机各波段像元的表观反射率；根据数据利用辐射传输模式和WFV相机的波段响应函数进行相关计算，完成WFV相机遥感图像上不同区域大气分子散射差异修正，得到修正后的大气参数，从而形成大气参数查找表；以及根据表观反射率和大气参数查找表获得WFV相机各波段像元的地表反射率，从而实现大气校正，能够快速、方便地获取真实的地表反射率，为定量应用提供了数据源。

附图说明

图1是本发明提供的大气校正方法的流程图；

图2是本发明提供的大气校正系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是本发明提供的大气校正方法的流程图。如图1所示，本发明提供的大气校正方法包括：在步骤S101中，获取来自高分一号卫星的WFV相机的数据。具体地，高分一号卫星的WFV相机具有蓝、绿、红、近红外四个波段，所获取的数据为经过几何校正的蓝、绿、红、近红外四个波段的数据。

接着，在步骤S102中，根据所述数据计算得到WFV相机各波段像元的表观反射率。在具体的应用中，该步骤包括5个子步骤。在步骤S1中，将所述数据的几何定位信息进行坐标转换，得到WFV相机各波段像元的经纬度，并从所述数据的辅助数据中提取卫星过境时间。具体地，来自高分一号卫星的WFV相机的数据包括辅助数据，所述辅助数据包括：四个角点的经纬度、卫星过境时间、图像中心点的太阳天顶角、图像中心点的观测天顶角以及图像中心点的相对方位角，并且所述辅助数据存储在xml文件中。

在步骤S2中，根据所述经纬度和所述卫星过境时间通过下式计算得到各波段像元的太阳天顶角：

cosθ_s＝sin(lat)sinδ+cos(lat)cosδcost

其中，lat表示各波段像元的地理纬度，δ表示太阳光与地球赤道平面的夹角，θ_s表示所述太阳天顶角，t表示太阳的时角。当地方时为12点时，太阳的时角为0；当地方时为6点时，太阳的时角为-π/2；当地方时为18点时，太阳的时角为π/2。

接着，在步骤S3中，根据所述卫星过境时间分季节选取辐射定标系数。紧接着，在步骤S4中，通过下式将各波段像元的亮度DN值转换为表观辐亮度：

L＝DN/g+L₀

其中，g、L₀分别表示辐射定标系数，DN表示所述亮度DN值，L表示所述表观辐亮度。

最后，在步骤S5中，根据所述太阳天顶角通过下式将所述表观辐亮度归一化为各波段像元的表观反射率：

${\mathrm{\ρ}}_{TOA}=\frac{\mathrm{\π}L}{d_s{E}_{\mathrm{\λ}}{\mathrm{cos\θ}}_s}$

其中，θ_s表示所述太阳天顶角，L表示所述表观辐亮度，E_λ表示大气层顶太阳辐照度；d_s表示日地距离修正因子，ρ_TOA表示所述表观反射率。需要说明的是，由于各波段像元的亮度DN值与各波段像元的太阳天顶角、观测天顶角以及太阳入射与卫星观测方向的相对方位角相关，因此，表观反射率与各波段像元的太阳天顶角、观测天顶角以及太阳入射与卫星观测方向的相对方位角相关。

在具体的实施方式中，本发明提供的大气校正方法还包括：结合高分一号卫星各WFV相机的联合观测方式，根据所述辅助数据提供的图像中心点的观测天顶角，各WFV相机观测的倾角以及各WFV相机的幅宽计算得到WFV相机各波段像元的观测天顶角。具体地，高分一号卫星拼接4台WFV相机。

紧接着，在步骤S103中，根据所述数据利用辐射传输模式和WFV相机的波段响应函数进行相关计算，完成WFV相机遥感图像上不同区域大气分子散射差异修正，得到修正后的大气参数，从而形成大气参数查找表。在具体的应用中，该步骤包括：根据各波段像元的经纬度从海拔数据库中查找各波段像元的海拔值，并通过下式计算得到大气分子光学厚度：

τ_r(λ)＝0.008569λ^-4(1+0.0113λ^-2+0.00013λ^-4)e^-0.125H

其中，λ表示光波波长，H表示所述海拔值，τ_r(λ)表示大气分子光学厚度，e＝2.718281828459。

然后，根据所述大气分子光学厚度、太阳天顶角、观测天顶角以及相对方位角利用辐射传输模式和WFV相机的波段响应函数进行相关计算，完成WFV相机遥感图像上不同区域大气分子散射差异修正，得到修正后的大气参数，并存储在文件中，从而形成大气参数查找表。其中，从所述辅助数据提取得到所述相对方位角，所涉及的相关计算为本领域技术人员所公知的计算方法，太阳天顶角的取值范围为0-60度，观测天顶角的取值范围为0-40度，相对方位角的取值范围为0-180度，所述大气参数包括大气程辐射ρ_o、大气层向下的半球反射率S以及不考虑吸收气体的整层大气的透过率T。最后，在步骤S104中，根据所述表观反射率和所述大气参数查找表获得WFV相机各波段像元的地表反射率，从而实现大气校正。在具体的应用中，该步骤包括：将60*60的像元综合平均为1个像元，降低WFV相机蓝波段的空间分辨率到1公里；利用MODIS的地表反射率产品提取蓝波段像元的地表反射率；完成所述蓝波段像元的地表反射率与WFV相机之间的波段差异校正，并根据WFV相机蓝波段像元的表观反射率使用深蓝算法反演得到1公里空间分辨率的气溶胶光学厚度；根据所述大气参数查找表和所述气溶胶光学厚度进行线性插值，得到WFV相机各波段1公里空间分辨率的大气参数，再利用双线性空间插值得到整景的16米空间分辨率的大气参数；以及根据所述表观反射率和所述16米空间分辨率的大气参数通过下式进行矩阵运算得到各波段像元的地表反射率，从而实现大气校正： ${\mathrm{\ρ}}_{TOA}({\mathrm{\θ}}_s,{\mathrm{\θ}}_v,\mathrm{\φ})={\mathrm{\ρ}}_o({\mathrm{\θ}}_s,{\mathrm{\θ}}_v,\mathrm{\φ})+\frac{T\left({\mathrm{\θ}}_s\right)T\left({\mathrm{\θ}}_v\right)r}{\[1-rS\]}$ 其中，ρ_TOA表示所述表观反射率，θ_s表示所述太阳天顶角，θ_v表示所述观测天顶角，表示太阳入射与卫星观测方向的相对方位角，ρ_o表示大气程辐射，S表示大气层向下的半球反射率，T表示整层大气的透过率，r表示所述地表反射率。在具体的实施方式中，在得到各波段像元的地表反射率之后，合成整景tiff文件输出，完成大气校正。相应地，本发明还提供一种大气校正系统。图2是本发明提供的大气校正系统的结构示意图。如图2所示，本发明提供的大气校正系统包括：获取单元10，用于获取来自高分一号卫星的WFV相机的数据；第一计算单元20，用于根据所述数据计算得到WFV相机各波段像元的表观反射率；形成单元30，用于根据所述数据利用辐射传输模式和WFV相机的波段响应函数进行相关计算，完成WFV相机遥感图像上不同区域大气分子散射差异修正，得到修正后的大气参数，从而形成大气参数查找表；以及校正单元40，用于根据所述表观反射率和所述大气参数查找表获得WFV相机各波段像元的地表反射率，从而实现大气校正。

在具体的应用中，所述第一计算单元20，具体用于：将所述数据的几何定位信息进行坐标转换，得到WFV相机各波段像元的经纬度，并从所述数据的辅助数据中提取卫星过境时间；根据所述经纬度和所述卫星过境时间通过下式计算得到各波段像元的太阳天顶角：

cosθ_s＝sin(lat)sinδ+cos(lat)cosδcost

根据所述卫星过境时间分季节选取辐射定标系数；通过下式将各波段像元的亮度DN值转换为表观辐亮度：L＝DN/g+L₀；根据所述太阳天顶角通过下式将所述表观辐亮度归一化为各波段像元的表观反射率：

${\mathrm{\ρ}}_{TOA}=\frac{\mathrm{\π}L}{d_s{E}_{\mathrm{\λ}}{\mathrm{cos\θ}}_s}$

其中，lat表示各波段像元的地理纬度，δ表示太阳光与地球赤道平面的夹角，t表示太阳的时角，θ_s表示所述太阳天顶角，g、L₀分别表示辐射定标系数，DN表示所述亮度DN值，L表示所述表观辐亮度，E_λ表示大气层顶太阳辐照度；d_s表示日地距离修正因子，ρ_TOA表示所述表观反射率。

在具体的实施方式中，所述系统还包括：第二计算单元50，用于结合高分一号卫星各WFV相机的联合观测方式，根据所述辅助数据提供的图像中心点的观测天顶角，各WFV相机观测的倾角以及各WFV相机的幅宽计算得到WFV相机各波段像元的观测天顶角。

具体地，所述形成单元30，具体用于：根据各波段像元的经纬度从海拔数据库中查找各波段像元的海拔值，并通过下式计算得到大气分子光学厚度：

τ_r(λ)＝0.008569λ^-4(1+0.0113λ^-2+0.00013λ^-4)e^-0.125H

根据所述大气分子光学厚度、太阳天顶角、观测天顶角以及相对方位角利用辐射传输模式和WFV相机的波段响应函数进行相关计算，完成WFV相机遥感图像上不同区域大气分子散射差异修正，得到修正后的大气参数，并存储在文件中，从而形成大气参数查找表，其中，λ表示光波波长，H表示所述海拔值，τ_r(λ)表示大气分子光学厚度，e＝2.718281828459，从所述辅助数据提取得到所述相对方位角。

具体地，所述校正单元40，具体用于：将60*60的像元综合平均为1个像元，降低WFV相机蓝波段的空间分辨率到1公里；利用MODIS的地表反射率产品提取蓝波段像元的地表反射率；完成所述蓝波段像元的地表反射率与WFV相机之间的波段差异校正，并根据WFV相机蓝波段像元的表观反射率使用深蓝算法反演得到1公里空间分辨率的气溶胶光学厚度；根据所述大气参数查找表和所述气溶胶光学厚度进行线性插值，得到WFV相机各波段1公里空间分辨率的大气参数，再利用双线性空间插值得到整景的16米空间分辨率的大气参数；以及根据所述表观反射率和所述16米空间分辨率的大气参数通过下式进行矩阵运算得到各波段像元的地表反射率，从而实现大气校正：

${\mathrm{\ρ}}_{TOA}({\mathrm{\θ}}_s,{\mathrm{\θ}}_v,\mathrm{\φ})={\mathrm{\ρ}}_o({\mathrm{\θ}}_s,{\mathrm{\θ}}_v,\mathrm{\φ})+\frac{T\left({\mathrm{\θ}}_s\right)T\left({\mathrm{\θ}}_v\right)r}{\[1-rS\]}$

其中，ρ_TOA表示所述表观反射率，θ_s表示所述太阳天顶角，θ_v表示所述观测天顶角，表示太阳入射与卫星观测方向的相对方位角，ρ_o表示大气程辐射，S表示大气层向下的半球反射率，T表示整层大气的透过率，r表示所述地表反射率。

需要说明的是，对于本发明提供的大气校正系统还涉及的具体细节已在本发明提供的大气校正方法中作了详细的说明，在此不在赘述。

本发明基于高分一号卫星的WFV相机的数据实现大气校正，能够快速、方便地获取真实的地表反射率，为定量应用提供了数据源。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种大气校正方法，其特征在于，所述方法包括：

获取来自高分一号卫星的WFV相机的数据；

根据所述数据计算得到WFV相机各波段像元的表观反射率；

根据所述数据利用辐射传输模式和WFV相机的波段响应函数进行相关计算，完成WFV相机遥感图像上不同区域大气分子散射差异修正，得到修正后的大气参数，从而形成大气参数查找表；

根据所述表观反射率和所述大气参数查找表获得WFV相机各波段像元的地表反射率，从而实现大气校正。

2.根据权利要求1所述的大气校正方法，其特征在于，所述根据所述数据计算得到WFV相机各波段像元的表观反射率，具体包括：

将所述数据的几何定位信息进行坐标转换，得到WFV相机各波段像元的经纬度，并从所述数据的辅助数据中提取卫星过境时间；

根据所述经纬度和所述卫星过境时间通过下式计算得到各波段像元的太阳天顶角：

cosθ_s＝sin(lat)sinδ+cos(lat)cosδcost

根据所述卫星过境时间分季节选取辐射定标系数；

通过下式将各波段像元的亮度DN值转换为表观辐亮度：

L＝DN/g+L₀

根据所述太阳天顶角通过下式将所述表观辐亮度归一化为各波段像元的表观反射率：

${\mathrm{\ρ}}_{TOA}=\frac{\mathrm{\π}L}{d_s{E}_{\mathrm{\λ}}{\mathrm{cos\θ}}_s}$

其中，lat表示各波段像元的地理纬度，δ表示太阳光与地球赤道平面的夹角，t表示太阳的时角，θ_s表示所述太阳天顶角，g、L₀分别表示辐射定标系数，DN表示所述亮度DN值，L表示所述表观辐亮度，E_λ表示大气层顶太阳辐照度；d_s表示日地距离修正因子，ρ_TOA表示所述表观反射率。

3.根据权利要求2所述的大气校正方法，其特征在于，所述方法还包括：

结合高分一号卫星各WFV相机的联合观测方式，根据所述辅助数据提供的图像中心点的观测天顶角，各WFV相机观测的倾角以及各WFV相机的幅宽计算得到WFV相机各波段像元的观测天顶角。

4.根据权利要求3所述的大气校正方法，其特征在于，所述根据所述数据利用辐射传输模式和WFV相机的波段响应函数进行相关计算，完成WFV相机遥感图像上不同区域大气分子散射差异修正，得到修正后的大气参数，从而形成大气参数查找表，具体包括：

根据各波段像元的经纬度从海拔数据库中查找各波段像元的海拔值，并通过下式计算得到大气分子光学厚度：

τ_r(λ)＝0.008569λ^-4(1+0.0113λ^-2+0.00013λ^-4)e^-0.125H

根据所述大气分子光学厚度、太阳天顶角、观测天顶角以及相对方位角利用辐射传输模式和WFV相机的波段响应函数进行相关计算，完成WFV相机遥感图像上不同区域大气分子散射差异修正，得到修正后的大气参数，并存储在文件中，从而形成大气参数查找表，

其中，λ表示光波波长，H表示所述海拔值，τ_r(λ)表示大气分子光学厚度，e＝2.718281828459，从所述辅助数据提取得到所述相对方位角。

5.根据权利要求4所述的大气校正方法，其特征在于，所述根据所述表观反射率和所述大气参数查找表获得WFV相机各波段像元的地表反射率，从而实现大气校正，具体包括：

将60*60的像元综合平均为1个像元，降低WFV相机蓝波段的空间分辨率到1公里；

利用MODIS的地表反射率产品提取蓝波段像元的地表反射率；

完成所述蓝波段像元的地表反射率与WFV相机之间的波段差异校正，并根据WFV相机蓝波段像元的表观反射率使用深蓝算法反演得到1公里空间分辨率的气溶胶光学厚度；

根据所述大气参数查找表和所述气溶胶光学厚度进行线性插值，得到WFV相机各波段1公里空间分辨率的大气参数，再利用双线性空间插值得到整景的16米空间分辨率的大气参数；

根据所述表观反射率和所述16米空间分辨率的大气参数通过下式进行矩阵运算得到各波段像元的地表反射率，从而实现大气校正：

${\mathrm{\ρ}}_{TOA}({\mathrm{\θ}}_s,{\mathrm{\θ}}_v,\mathrm{\φ})={\mathrm{\ρ}}_o({\mathrm{\θ}}_s,{\mathrm{\θ}}_v,\mathrm{\φ})+\frac{T\left({\mathrm{\θ}}_s\right)T\left({\mathrm{\θ}}_v\right)r}{\[1-rS\]}$

其中，ρ_TOA表示所述表观反射率，θ_s表示所述太阳天顶角，θ_v表示所述观测天顶角，表示太阳入射与卫星观测方向的相对方位角，ρ_o表示大气程辐射，S表示大气层向下的半球反射率，T表示整层大气的透过率，r表示所述地表反射率。

6.一种大气校正系统，其特征在于，所述系统包括：

获取单元，用于获取来自高分一号卫星的WFV相机的数据；

第一计算单元，用于根据所述数据计算得到WFV相机各波段像元的表观反射率；

形成单元，用于根据所述数据利用辐射传输模式和WFV相机的波段响应函数进行相关计算，完成WFV相机遥感图像上不同区域大气分子散射差异修正，得到修正后的大气参数，从而形成大气参数查找表；

校正单元，用于根据所述表观反射率和所述大气参数查找表获得WFV相机各波段像元的地表反射率，从而实现大气校正。

7.根据权利要求6所述的大气校正系统，其特征在于，所述第一计算单元，具体用于：

将所述数据的几何定位信息进行坐标转换，得到WFV相机各波段像元的经纬度，并从所述数据的辅助数据中提取卫星过境时间；

根据所述经纬度和所述卫星过境时间通过下式计算得到各波段像元的太阳天顶角：

cosθ_s＝sin(lat)sinδ+cos(lat)cosδcost

根据所述卫星过境时间分季节选取辐射定标系数；

通过下式将各波段像元的亮度DN值转换为表观辐亮度：

L＝DN/g+L₀

根据所述太阳天顶角通过下式将所述表观辐亮度归一化为各波段像元的表观反射率：

${\mathrm{\ρ}}_{TOA}=\frac{\mathrm{\π}L}{d_s{E}_{\mathrm{\λ}}{\mathrm{cos\θ}}_s}$

其中，lat表示各波段像元的地理纬度，δ表示太阳光与地球赤道平面的夹角，t表示太阳的时角，θ_s表示所述太阳天顶角，g、L₀分别表示辐射定标系数，DN表示所述亮度DN值，L表示所述表观辐亮度，E_λ表示大气层顶太阳辐照度；d_s表示日地距离修正因子，ρ_TOA表示所述表观反射率。

8.根据权利要求7所述的大气校正系统，其特征在于，所述系统还包括：

第二计算单元，用于结合高分一号卫星各WFV相机的联合观测方式，根据所述辅助数据提供的图像中心点的观测天顶角，各WFV相机观测的倾角以及各WFV相机的幅宽计算得到WFV相机各波段像元的观测天顶角。

9.根据权利要求8所述的大气校正系统，其特征在于，所述形成单元，具体用于：

根据各波段像元的经纬度从海拔数据库中查找各波段像元的海拔值，并通过下式计算得到大气分子光学厚度：

τ_r(λ)＝0.008569λ^-4(1+0.0113λ^-2+0.00013λ^-4)e^-0.125H

根据所述大气分子光学厚度、太阳天顶角、观测天顶角以及相

对方位角利用辐射传输模式和WFV相机的波段响应函数进行相关计算，完成WFV相机遥感图像上不同区域大气分子散射差异修正，得到修正后的大气参数，并存储在文件中，从而形成大气参数查找表，

其中，λ表示光波波长，H表示所述海拔值，τ_r(λ)表示大气分子光学厚度，e＝2.718281828459，从所述辅助数据提取得到所述相对方位角。

10.根据权利要求9所述的大气校正系统，其特征在于，所述校正单元，具体用于：

将60*60的像元综合平均为1个像元，降低WFV相机蓝波段的空间分辨率到1公里；

利用MODIS的地表反射率产品提取蓝波段像元的地表反射率；

完成所述蓝波段像元的地表反射率与WFV相机之间的波段差异校正，并根据WFV相机蓝波段像元的表观反射率使用深蓝算法反演得到1公里空间分辨率的气溶胶光学厚度；

根据所述大气参数查找表和所述气溶胶光学厚度进行线性插值，得到WFV相机各波段1公里空间分辨率的大气参数，再利用双线性空间插值得到整景的16米空间分辨率的大气参数；

根据所述表观反射率和所述16米空间分辨率的大气参数通过下式进行矩阵运算得到各波段像元的地表反射率，从而实现大气校正：

${\mathrm{\ρ}}_{TOA}({\mathrm{\θ}}_s,{\mathrm{\θ}}_v,\mathrm{\φ})={\mathrm{\ρ}}_o({\mathrm{\θ}}_s,{\mathrm{\θ}}_v,\mathrm{\φ})+\frac{T\left({\mathrm{\θ}}_s\right)T\left({\mathrm{\θ}}_v\right)r}{\[1-rS\]}$

其中，ρ_TOA表示所述表观反射率，θ_s表示所述太阳天顶角，θ_v表示所述观测天顶角，表示太阳入射与卫星观测方向的相对方位角，ρ_o表示大气程辐射，S表示大气层向下的半球反射率，T表示整层大气的透过率，r表示所述地表反射率。