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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

高分辨率对地观测系统重大专项(简称高分专项)是《国家中长期科学与技术发展规划纲要（2006-2020年）》确定的十六个重大科技专项之一，于2010年批准启动实施。该专项，主要目的在于提供卫星数据，用于矿产资源开发、调查与监测，农作物估产和长势监测，水利洪涝灾害监测及水利设施监测，国土土地利用调查等方面。

其中，“高分一号”（gf-1）卫星是该高分专项天基系统中的首发星，于2013年4月26日在酒泉卫星发射中心成功发射。该卫星的发射，旨在于突破高空间分辨率、多光谱与高时间分辨率结合的光学遥感技术，多载荷图像拼接融合技术等关键技术，推动我国卫星工程水平的提升，提高我国高分辨率数据自给率。对比以前发射的卫星，gf-1的特点之一是增加了高分辨率宽幅多光谱相机，相机幅宽达到了800km，使得gf-1可以在短时内连续重复对某一地区拍照，重复周期最长4天，得到高时间分辨率与高空间分辨率的良好结合。gf1为国土资源、农业、环保、减灾部门提供了高精度、宽范围的空间观测数据，在地理测绘、海洋、水利、林业、交通规划、气象观测等众多科研领域发挥重要的作用。

高分一号卫星，自发射以来已经进行了长期的在轨业务运行，为灾害环保、气候变化、遥感救灾研究等方面，提供了准确的空间信息源。但是随着时间的发展，太空运行环境的变化，卫星本身零件损坏老化，卫星的辐射性能发生了改变。通过在轨传感器定标以及对其辐射定标的不确定度分析，我们可以很好地了解到载荷运行期间，高分一号卫星辐射特性变化规律。以此为据，调整并改善辐射定标算法，减弱可见光辐射传输进程的影响，提高遥感数据分析的稳定性与可靠性，更好地实现gf-1号卫星的业务化定标。

国内外研究现状

交叉定标作为一类新兴的定标技术，方法简单，实施过程容易，而且精度也能符合要求。国外普遍把交叉定标用作星上定标的补充，用用它和场地替代定标及星上定标相互验证。用交叉定标法进行实验，不需要建立昂贵的定标试验场，更不需要精确的大气测量参数，更重要的是，交叉定标法还能保证有一定的定标结果精度。因此，交叉定标法与场地法相比，可以大大的节省人力、物力和财力，是目前最具发展前景的定标方法之一。

交叉定标的研究在国外开始的比较早，发展到目前，已经完全具备业务化运行能力。如rao 等研究者利用沙漠场的方法，以 atsr-2 为标准传感器，对modis进行了交叉定标。n.2.saleous 和 e.f.vermote 选用 modis 数据作为标准参考数据，以noaa 16 avhrr传感器数据为参考数据，进行交叉定标实验，此次交叉定标过程中，他们考虑到了brdf和光谱匹配因子对定标精度的影响。

近些年，我国也已有很多学者采用交叉定标方法进行实验研究，对国产卫星传感器进行辐射交叉定标，研究计算得到了国产卫星传感器的定标系数，从而，在交叉定标领域取得了很多研究成果。比如李小英等专家也以modis数据作为参考，对cbers02-ccd进行了交叉辐射定标，研究中他们利用 modis 作为标准传感器，通过对地面进行大量的测量，模拟分析不同时期、不同大气条件、不同地区、不同地物和不同的观测几何条件下 modis 与 ccd的光谱匹配因子的变化，从而达到探讨modis和ccd光谱匹配因子规律的目的。通过多点法交叉定标，还得到了ccd相机每个波段的定标系数和偏移量，通过这些研究数据，检测了ccd卫星传感器辐射响应函数的。

2. 研究的基本内容

本文借助建立实验靶区的方法，分别在gf-1的wfv4影像和modis影像上选取若干合适的定标影像点，并通过前期预处理，对gf-1的wfv4影像和modis影像采取交叉定标，计算得到的定标系数，同时进行精度以及不确定度分析，进而实现高分辨率卫星影像之间的交叉辐射定标。文章研究内容安排如下：

(1)首先是研究综述，阐明了本文的研究背景以及选题意义，同时介绍了交叉定标技术的国内外发展现状，结合当前研究状况，确定本文的主要研究内容。

(2)较为详细的阐述了交叉定标技术的基本原理，说明研究中涵盖的相关数学、计算机、电子信息知识与公式，并概况交叉定标的具体操作流程。

(3)阐述辐射定标的实验靶区选择情况，对卫星影像数据进行预处理，同时对原始数据进行系列的几何校准，使得研究影像尽量合理贴切地反映实际地表辐射情况。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案

查阅资料，了解交叉定标的基本步骤以及优缺点

对比交叉定标各各步骤中采用的方法，验证它们之间性能优劣和不足

通过性能对比，确定出合理的图像几何校正、图像投影，图像配准的方法，获得合适的数据。

4. 参考文献

[1]张艳秋 .资源三号卫星多光谱相机交叉定标研究[d].西安：长安大学，2014.

[2]韦玮. 基于全球定标场网的卫星遥感器长时间序列定标方法研究[d].中国科学技术大学,2017.

[3]马冯,孙旭,高连如,付晨罡.“高分四号”卫星正射校正精度分析[j].航天返回感,2019,40(01):74-82.[4]丁闯,谢勇,宦海,钟雯娇,邵雯,田传阳.基于gf-1/wfv与modis和landsat8相机交叉定标[j/ol].现代电子技术,2019(08):37-41.