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相对辐射定标是为了校正传感器中各个探测元件响应度差异而对卫星传感器测量到的原始亮度值进行归一化的一种处理过程，是遥感图像处理过程中不可或缺的一步。卫星传感器在轨相对辐射定标不仅可以作为对实验室相对定标结果的检验手段，更是卫星运行寿命期间检测传感器探测元辐射响应变化的必要程序之一。针对光学遥感卫星空间分辨不断提高和地面覆盖更宽的发展趋势，研究在轨运行期间准确标定传感器相对定标参数的方法，发展精度高、普适性好的在轨相对辐射定标技术，是提高辐射定标水平，促进遥感数据定量化应用的需要。
论文在调研分析国内外在轨相对辐射定标方法的基础上，对目前常用的两类主流方法一定标系数法和图像统计法进行了研究，并重点研究了定标系数法中的基于均匀场地的定标法和图像统计法中的基于直方图统计法。针对均匀场地的两点定标法在高分辨、宽覆盖传感器相对辐射定标中存在的问题，提出了一种有效并且实用的解决方法，即：先将传感器划分为若干区域(片)，利用区域内均匀一致的高辐亮度和低辐亮度地物景观计算区域(片)内探测元的相对定标系数，并利用区域(片)间的重合进行区域(片)间相对定标系数的计算：最后结合区域(片)内及区域(片)间相对定标系数将传感器全体探测元的辐射响应相对校正到一致。同时，论文还研究了基于直方图的相对辐射定标方法，包括直方图均衡法和直方图匹配法，校正结果表明该类方法是基于统计模型的有效定标方法。最后，论文应用平均行标准差法对定标精度加以评估，并对影响定标精度的因素进行了分析。
论文中提出的基于均匀场地分区综合的相对辐射定标方法，具有容易实现、定标精度较高等特点，是一种基于物理模型的定标方法，能够真实标定出传感器各探测元的相对物理响应关系，应用结果表明，该方法无论从图像的视觉效果，还是从图像定量分析角度都达到了较理想的结果。