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随着定量遥感的迅速发展,对于遥感器定标的精度要求也越来越高。测量并研究辐射校正场方向反射特性,将其应用于地表反射率的方向性校正有利于提高场地定标的精度。为提高场地BRDF测量精度,减少测量时间和人工的干预,本文开展了高精度自动化BRDF测量系统控制软件设计,并针对敦煌辐射校正场地表实测数据进行了深入分析和研究。论文调研了国内外场地BRDF测量系统的发展和现状,在保证测量精度的前提下,自动化和便携化是当前测量系统的发展方向。BRDF测量系统的全自动测量功能依赖于控制软件有效的设计。论文针对国内先进的高精度自动BRDF测量系统进行了控制软件的设计,结合测量系统特点及野外场地测量需求,详细论述了控制软件的性能和功能需求、总体设计方案及各个功能模块的组成实现。对控制软件进行了测试,结果表明该软件可完成多种模式下场地BRDF全自动测量功能,并能对实测数据进行处理和可视化。敦煌辐射校正场作为国际认可的国家级辐射校正场,已经成功被用于对风云系列、资源系列等国产卫星的绝对辐射定标。风云四号A星在轨替代定标试验于2017年4月下旬在敦煌辐射校正场正式开展,为满足地表反射率在遥感器视角方向上的校正需求,利用定点测量装置对敦煌戈壁地表进行了方向反射率的测量。分析了观测天顶角、相对方位角、太阳天顶角及光谱波长等因素对场地BRDF特性的影响。同时,为定量化描述敦煌场方向反射特性,利用RossThick-LisparseR核驱动模型对实测数据进行拟合,获得了相应的核系数并对该模型的拟合优度进行了评价。将模型的计算值与实测数据进行了线性回归分析,计算得到的修正决定系数大于0.8,验证了该模型对实测数据具有良好的拟合优度。利用模型计算太阳方位面上的各向异性因子(ANIF)与中分辨率成像光谱仪双向反射分布函数模型(MODISBRDF)参数产品的历史数据进行对比发现,当观测天顶角小于40°时,二者相对偏差在波段2和波段4均小于1.56%,波段5小于3.12%,这说明构建的模型能较好的描述敦煌场地方向反射特性,验证了试验数据的可靠性。另外,还对比了 MODIS BRDF产品春季模型和秋季模型的计算值,二者在主平面上的ANIF相对偏差最大能达到7.42%,表明敦煌辐射校正场在不同季节方向反射特性存在着差异,应当建立不同季节的场地BRDF模型以满足多季节场地定标工作中的校正需求。