CCD相机对气溶胶MTF与湍流MTF的影响机理以及模型研究

许多研究证明只有基于大气MTF的校正才能解决不均一地表的大气校正问题。大气MTF包含气溶胶与湍流MTF，气溶胶MTF与湍流MTF的准确估算是进行准确大气校正的前提。然而大气MTF是从光学仪器输出的，因此，建立大气MTF模型时需要考虑光学仪器参数的影响。目前对光学系统影响机理方面的研究比较少且不全面，本项目基于自研制的CCD相机，通过地面与航空实验研究CCD相机特征参数对气溶胶与湍流MTF的影响机理，在机理研究的基础上建立在CCD相机限制下的气溶胶与湍流MTF模型。将建立的模型应用于我国自主HJ卫星CCD相机，获得HJ卫星CCD相机总的大气MTF，并通过基于大气MTF的大气校正以评价本项目建立的模型精度。

气溶胶与湍流MTF的综合作用即为大气总MTF。气溶胶与湍流MTF的准确估算是提高大气校正精度的前提。大气MTF是从光学仪器输出的，因此，建立大气MTF模型时需要考虑光学仪器参数的影响。项目研究目标是通过地面与航空实验研究CCD相机特征参数对气溶胶与湍流MTF的影响机理，建立在CCD相机限制下的气溶胶与湍流MTF模型；并将模型应用于我国自主HJ卫星CCD相机，获得CCD相机总的大气MTF，并通过基于大气MTF的大气校正以评价本项目建立的模型精度。.通过研究，项目已顺利完成各预计研究内容与成果。主要成果如下：.1..基于SAA模型，加入CCD相机特征参数建立了改进的气溶胶MTF模型。项目在经典模型中考虑传感器MTF的限制。原SAA中采用的FOV和动态范围作为最大散射角。根据我国CBERS与HJ卫星CCD相机的特征情况，本项目中最大散射角通过传感器的PSF半带宽的角度大小来计算。研究说明气溶胶MTF的影响由于传感器的限制作用而减小。在相同的大气条件下，由于不同传感器的特性不同，气溶胶MTF的影响也不同。.2..基于NCEP数据，比较了湍流MTF模型中4种大气湍流折射率结构系数模式，确定合适的模式，建立我国高空间分辨率相机的湍流MTF模型。.3..基于研究区不同时间获取的CCD图像、NCEP与AERONET数据，计算了HJ卫星CCD相机、CBERS-02b卫星CCD相机、ALOS PRISM相机的气溶胶与湍流MTF。研究结果表明，空间分辨率越高，湍流MTF的影响越大。.4..利用获得的气溶胶MTF与湍流MTF，基于维纳滤波器对HJ卫星CCD相机、CBERS-02b卫星CCD相机、ALOS PRISM相机图像进行大气MTF校正。对于不均一地表可很大程度提高大气校正的精度。.5..挂名发表了3篇文章，基中SCI 2篇。.项目研究成果可以直接应用于我国高空间分辨率图像的大气MTF估算与补偿。提高图像大气校正的精度。另一方面，由于在轨传感器MTF测量时已包含了大气MTF，项目的大气MTF估算模型可以计算得到大气MTF，从在轨测量的综合MTF中分离出来，获得传感器本身的MTF。