遥感成像过程中多种因素影响，使遥感图像质量的衰减。遥感图像数据的校正处理就是消除遥感图像因辐射度失真、大气消光和几何畸变等造成的图像质量的衰减。

2.1.1 遥感图像辐射畸变

地物辐射强度的差异在进入传感器后反映在图像上就是亮度值（灰度值）的差异。地物辐射度越大，其在图像中相应的亮度值（灰度值）也就越大。由于太阳辐射到地面的辐射强度不同，不同地物的光谱反射率不同，图像中各地物的亮度值也固然不同。只有假设太阳辐射相同时，图像上像元亮度值的差异才能直接反映地物目标光谱反射率的差异。实际测量时，辐射强度值还会受到其他因素的影响而发生改变。这一改变的部分就是需要校正的部分，即辐射畸变。辐射畸变指遥感传感器在接收来自地物的电磁波辐射能时，电磁波在大气层中传输和传感器测量中受到传感器本身特性、地物光照条件以及大气作用等影响，而导致的传感器测量值与地物实际的光谱辐射率的不一致。

产生辐射畸变的主要包括：

1．设备误差

仪器引起的误差是由于多个检测器之间存在差异，以及仪器系统工作产生的误差，导致接收的图像不均匀，产生条纹（Strip）和“噪声”（图1-1）。一般这种畸变应该在数据生产过程中由生产单位根据传感器参数进行校正，不需要用户进行校正。

2．大气影响

太阳辐射进入大气时通常会发生辐射、折射、吸收、散射和透射，其中吸收和散射对传感器接收的影响较大，如图1-2所示。若没有大气存在，传感器接收的辐射照度只与太阳辐射到地面的辐照度和地物反射特性有关。但大气的存在是不可改变的，且当辐射经过大气时必然发生吸收和散射，使其透过率小于1，从而削弱原信号的强度。而且，传感器还会直接或间接地接收大气散射光中的一部分，从而增大传感器探测到的、与地物特征无关的辐射。

设Eλ是波长为λ的太阳辐射，θ为天顶角。在遥感系统中，波段范围通常足够窄，即Δλ = λ2－λ1足够小，故可认为：

EΔλ为波段Δλ内的平均光谱辐射能量。高地面的反射率为R，则对应波段内的地面亮度为：

L即为传感器探测到的能量。高影像像元值为C，则：

 其中：

Lmin，Lmax为传感器的最小最大亮度响应。由于大气的影响，地面辐照度：

其中，Tθ为大气透射率，ED为照射到像元范围内的天空光，此时像元亮度（未考虑大气的影响）：

考虑大气的影响，像元亮度：

其中，Tε为地面传感器的透射率，LP为进入传感器的程辐射。

可以看出，大气的主要影响是使图像原始信号和背景信号都增加了因子，从而使图像对比度降低。

利用传感器观测目标物辐射或反射的电磁能量时，从传感器得到的测量值与目标物的光谱反射率或光谱辐射亮度等物理量是不一致的，传感器本身的光电系统特征、太阳高度、地形以及大气条件等都会引起光谱亮度的失真。消除或改正因辐射误差而引起影像畸变的过程（Radiometric Correction）。完整的辐射校正应包括由传感器的灵敏特性为起因的畸变校正，由太阳高度及地形等为起因的畸变校正以及由大气辐射为起因的大气校正。遥感图像校正的数据流和基本方法如图1-3所示。