基于自动定标场的星载相机场地定标实验

辐射定标是卫星遥感数据实现定量应用的前提和基础。在轨辐射性能的准确标定，直接关系到后续农业监测、资源勘探以及生态环境遥感产品的定量精度和可靠性。本文基于自动定标场开展了星载高光谱相机的场地定标试验。利用自动定标场长期稳定、无人值守的反射率测量系统以及同步大气参数监测设备，在卫星过境时刻同步获取地表反射率、大气光学厚度、水汽含量等关键参数，采用反射率基法定标方法，结合MODTRAN5大气辐射传输模型，成功实现了星载高光谱相机可见-近红外波段的绝对辐射定标。

实验选取RadCalNet网站收录的Railroad Valley Playa（RVUS）自动定标场作为试验场地。该场地是国际公认的高精度辐射定标基准场，具有地表覆盖均匀、光谱特性稳定、长期观测数据连续可靠的优势，其配套的无人值守监测系统可有效规避人工干预误差，完全满足高精度辐射定标需求。

结合卫星过境窗口，本次试验选取UTC时间2025年9月17日18:30的卫星过境数据开展场地定标试验。RVUS自动定标场当日的L1B影像如图1所示，其中红色区域为大气数据监测范围。通过场地监测系统，同步获取两类核心数据：一是1km×1km监测区域（对应卫星影像28×28个像元）的地表反射率曲线；二是包含太阳方位角、气溶胶厚度、水汽含量、臭氧浓度等在内的完整大气参数数据集（见表1）。

图1. 卫星采集RVUS自动定标场影像

表1. 2025年9月17日18:30(UTC) RVUS站点大气参数

将表1中的大气参数与实测地表反射率曲线（见图2）输入MODTRAN5模型，模型关键参数设置见表2。通过正演计算模拟星载相机入瞳处的辐亮度光谱，得到辐亮度光谱曲线（见图3）。将模拟辐亮度光谱重采样至星载相机实际波段范围，提取相机影像中定标场区域的DN值均值，建立入瞳辐亮度与DN值的拟合关系（见图4）。通过两者比值计算，最终求解得到星载高光谱相机各波段的绝对辐射定标系数（见图5），完成定标核心计算。

图2. 2025年9月17日18:30(UTC) 地表反射率曲线

本研究利用Railroad Valley Playa（RVUS）自动定标场，成功完成了星载高光谱相机的场地绝对辐射定标。实验结果清晰构建了入瞳辐亮度与影像DN值的定量对应关系，精准获取了各波段辐射定标系数，验证了定标方法的有效性与准确性。

实验表明，基于自动定标场的反射率基法定标方法操作简便、长期稳定且无需人工值守，能够显著降低传统场地定标的成本和难度，为商业遥感卫星提供了一种高效、可持续的在轨定标途径。