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第 31 卷 第 19 期 农 业 工 程 学 报 Vol.31 No.19 2015 年 10 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Oct. 2015 159 基于 6S 模型的 GF-1 卫星影像大气校正及效果 刘 佳，王利民，杨玲波，滕 飞，邵 杰，杨福刚，富长虹 （中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081 ） 摘 要：高分一号（GF-1 ）卫星是中国高分系列卫星的首发星，自2013 年 4 月成功发射以来，在中国农业遥感业务工作 中得到了广泛应用，已成为中国大宗农作物种植面积遥感监测的主要数据源。该文基于6S （second simulation of a satellite signal in the solar spectrum ）辐射传输模型原理，设计并实现了适合于GF-1 卫星数据大气校正算法与程序。算法以 GF-1 卫星 1 级数据、元数据及传感器公开参数为输入数据，不需要其他外源辅助数据，经过辐射定标，计算各波段平均太阳 辐射值、表观反射率，通过选择大气模式，驱动 6S 模型获取表观反射率转换为地表反射率的参数，逐像元计算影像地表 反射率。在算法研制的基础上，应用 Fortran 和 IDL 语言编写了大气校正批处理程序，实现了大气校正过程的批处理。该 文采用 2014 年 4 月 3 日、6 月 28 日、11 月 2 日，以及2015 年 1 月 19 日4 个时相北京地区 GF1 卫星 WFV（wide field view ） 数据，分别代表春夏秋冬 4 个季节，通过与 ENVI 软件的 FLAASH （fast line-of-sight atmospheric analysis of spectral hypercubes ）大气校正结果对比进行评估。2 种方法 4 个时相各波段全年相对偏差为 3.26%，蓝光波段偏差最大为 11.21%， 其次是红、近红和绿光波段，分别为 1.19%、0.73%和 0.24% 。作物覆盖区平均相对误差为 12.99%，冬季最高为 17.40%， 秋季和春季分别为 15.02%和 14.15%，夏季相对差异最小为 8.31%。各波段地表反射率的整体校正情况并未有太大差异， 但 6S 校正后各波段反射率普遍比 FLAASH 校正结果略微偏高。2 种校正结果计算的 NDVI 也基本一致，相对偏差 0.64% ； 除水体外，绝对值差值的平均值均在 0.0548 以内。从计算效率来分析，6S 模块实现了商用软件 FLAASH 模块中未提供 的批量计算，在相同硬件环境下计算效率提高了 75.0% 以上。研究结果表明了该文开发的大气校正程序能够稳定批量处 理 GF-1 卫星数据，可以作为农业遥感监测业务流程的组成部分。 关键词：卫星；遥感；反射；高分一号；6S 模型；大气校正；地表反射率 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.19.022 中图分类号：S127 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2015)-19-0159-10 刘 佳，王利民，杨玲波，滕 飞，邵 杰，杨福刚，富长虹. 基于 6S 模型的 GF-1 卫星影像大气校正及效果[J]. 农业 工程学报，2015，31(19)：159－168. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2015.19.022 Liu Jia, Wang Limin, Yang Lingbo, Teng Fei, Shao Jie, Yang Fugang, Fu Changhong. GF-1 satellite image