經(jīng)常會遇到這樣的問題：什么情況需要做大氣校正產(chǎn)生？這個問題取決于傳感器和應(yīng)用目標，總的來說，如果要做光譜分析，那么大氣校正是必須要做的。本文對于在什么情況下選擇什么樣的大氣校正方法，給出了一些依據(jù)。大氣校正是指傳感器最終測得的地面目標的總輻射亮度并不是地表真實反射率的反映，其中包含了由大氣吸收，尤其是散射作用造成的輻射量誤差。大氣校正就是消除這些由大氣影響所造成的輻射誤差，反演地物真實的表面反射率的過程。
大氣校正處理是去除云和氣溶膠等對數(shù)據(jù)的影響，得到地表真實的反射率的過程，其結(jié)果就是地表反射率，可用于光譜特征分析。
與地表反射率這個概念相對應(yīng)的，還有一個表觀反射率。表觀反射率是指大氣層頂?shù)姆瓷渎?，這是輻射定標的結(jié)果之一，它是由地表反射率和大氣反射率組成的，表觀反射率數(shù)據(jù)經(jīng)過大氣校正后得到地表反射率。
下圖是wv3數(shù)據(jù)，都是0-1區(qū)間的反射率，1%線性拉伸顯示，左圖是表觀反射率，右圖是地表反射率。在RGB真彩色合成的顯示下，兩個圖看起來非常相似，但是查看同一個像元在表觀反射率圖像和地表反射率圖像的光譜曲線，發(fā)現(xiàn)差異非常明顯，地表反射率的植被像元光譜曲線在紅邊波段（700nm附近）有跟高的反射率，斜率更大，更能反應(yīng)出健康植被的特點。這說明做大氣校正是非常重要的。
地物分類和變化監(jiān)測
一般來說，做非監(jiān)督分類或者是變化監(jiān)測，大氣校正不是必須要做的，Chinsu et al. (2015)的研究表明大氣校正不會提高土地利用分類的精度。Song et al. (2011) 做了更詳細的闡述，如果要做非監(jiān)督分類或土地利用變化監(jiān)測，不用做大氣校正。
對于使用訓(xùn)練樣本的監(jiān)督分類，當一個時相或區(qū)域的訓(xùn)練樣本要用于另一個時相或區(qū)域時，這種情況下，需要做大氣校正，不過用暗像元法就足夠了。
如果要用標準光譜庫文件作為端元或訓(xùn)練樣本，進行光譜分析制圖或監(jiān)督分類，一般是需要做大氣校正的，因為光譜庫的數(shù)據(jù)都是地表反射率。
下面的變化監(jiān)測例子圖是亞馬遜雨林1998年的Landsat TM數(shù)據(jù)和2013年的Landsat8數(shù)據(jù)，進行變化監(jiān)測，這個過程只做了輻射歸一化，沒有做大氣校正。
光譜指數(shù)
計算光譜指數(shù)的話，使用地表反射率計算更加精確。尤其是對高光譜傳感器數(shù)據(jù)做處理，大氣校正也是很重要的。如果要用不同時相或不同傳感器的光譜指數(shù)進行對比的話，那么最好保證計算量級的一致性，這時候最好做個大氣校正。
有一些植被指數(shù)如NDVI，大氣對該指數(shù)的影響比其他光譜指數(shù)更為敏感，那么計算NDVI之類受大氣影響大的指數(shù)，需要做大氣校正。
有些光譜指數(shù)，如大氣阻抗植被指數(shù)（ARVI），和相關(guān)的指數(shù)如GARI和VARI，這些指數(shù)的設(shè)計就是將大氣在藍波段的散射的影響最小化，那么計算這些光譜指數(shù)的時候，可以不做大氣校正。
當用多光譜數(shù)據(jù)計算光譜指數(shù)的時候，可以使用簡單的大氣校正方法，如快速大氣校正（QUAC）或暗像元法（Hadjimitsis et al., 2015）。若使用較多光譜波段的WV3或高光譜數(shù)據(jù)，最好是做更精確模型的大氣校正，如FLAASH大氣校正。
下圖是用2015年5月21日的Landsat8數(shù)據(jù)計算的加州中央谷區(qū)域的綠度植被指數(shù)（GVI）圖像，數(shù)據(jù)先進行了輻射定標，定標為輻射亮度，再做了個快速大氣校正，然后計算的GVI。
物質(zhì)識別
高光譜和超光譜數(shù)據(jù)常用于物質(zhì)識別，當使用Landsat TM或GeoEye數(shù)據(jù)時，大氣的影響是比較小的，因為通道設(shè)計的時候參考了大氣窗口，避開了大氣吸收特征明顯的波段， 而高光譜傳感器覆蓋了所有的可見光到近紅外波段，也包括大氣吸收波段?？梢允褂茫≦UAC）或FLAASH去除大氣散射和吸收的影響，生成地表反射率數(shù)據(jù)。
快速大氣校正（QUAC）操作簡單，選擇這種方法做大氣校正需要注意以下兩點：
區(qū)域內(nèi)必須有多種類型的地物，不能是均一的物質(zhì)；
海洋或者是大的水域、背景區(qū)域，要用掩膜處理。
下圖是EO-1 Hyperion數(shù)據(jù)用四種不同的大氣校正方法，得到的同一個植被像元的光譜曲線。可以看出，具有嚴格模型的QUAC和FLAASH方法，得到的光譜曲線更能準確地反應(yīng)健康植被的光譜特性。和暗像元法和表觀反射率定標法相比，經(jīng)過FLAASH和QUAC校正的光譜曲線，其吸收特征更貼近實際的光譜曲線。
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