为了确保遥感数据的科学性及最大限度的定量化应用，在卫星发射前后必须对传感器各种辐射特性的不确定度和误差进行全面而准确的定量化。目前我国CBERS-02卫星的CCD相机与WFI成像仪存在辐射定标系数不足和图像模糊的问题，这严重影响了CBERS-02卫星数据的定量化应用。针对这两个问题，本文主要开展了以下三个部分的研究工作： 第一部分：通过星地同步实验对CBERS-02卫星进行CCD相机进行场地定标研究，充分表明了场地定标法难以提供足够的辐射定标系数。因此，本文通过开展CCD相机与MODIS交叉辐射定标方法研究，以解决CCD相机辐射定标系数不足的问题。研究重点包括：①针对交叉辐射定标中光谱匹配因子依赖于同步同测区地面光谱的不足，探讨了光谱匹配因子的变化规律。研究结果表明在相似的观测环境下，同种类型地物的光谱匹配因子不确定性在1％～3％之间。因此，光谱匹配因子可以利用非同步非测区的地面光谱来计算，从而解除了交叉辐射定标对同步或同测区地面数据依赖性的缺陷；②基于光谱匹配因子变化规律的研究结果，利用多种地物分别进行交叉辐射定标，证明了CBERS-02卫星CCD相机各波段都存在计数值偏移量，从而说明利用一个定标点获得的定标系数误差较大；因此文中采用多个定标点的交叉辐射定标为CCD数据的定量化应用提供了较高精度的辐射定标斜率系数与计数值偏移量；③应用以上得到的偏移量，为2004年4月～2005年6月CCD相机数据的持续定量化应用提供了时间系列的辐射定标数据，并得到CCD相机辐射响应的变化规律：即在2004年内呈衰减趋势，而在2005年反而升高。同时，对WFI图像进行交叉辐射定标，为国内WFI数据定量化应用提供了辐射定标斜率系数及计数值偏移量，填补了国内WFI无定标数据的空白。 第二部分：为了解决CBERS-02卫星图像模糊的问题，文中分别从MTF计算、二维MTF构建、MTF改正以及真实性检验探讨了CCD相机的像元级辐射定标：①从图像成像原理分析，提出了一种新的计算MTF方法——模拟理想靶标法，获得CCD相机沿轨、跨轨与45°方向的MTF；②利用45°方向截止频率处的MTF值作为极值控制点建立插值二维MTF，改进了原来直接利用跨轨MTF与沿轨MTF的乘积来建立二维MTF的方法，减小了二维MTF值在高频处的振荡现象；③基于3种现有补偿模型，通过视觉效果与真值检验分别分析比较了模拟理想靶标法与现有的MTF计算法以及改进的插值二维MTF构建法与现有的二维MTF构建法对CCD相机图像的像元级辐射定标效果。研究结果表明：基于模拟理想靶标法与改进的插值二维MTF构建法获得的CCD相机像元级定标图像不仅噪声抑制较好，而且能较好保留原来的物理意义；对于CCD相机图像，修正的反转滤波器补偿模型在3种补偿模型中效果最佳。另外，利用CCD图像，基于高分辨率图像比对法，对WFI图像进行MTF评价及像元级辐射定标，从而改善了WFI的图像质量。 第三部分：在以上研究的基础上，以NDVI为例，定量分析了辐射定标及像元级辐射定标等因素在CBERS-02卫星定量化应用中的作用。研究表明辐射定标的影响最大，植被定标前后NDVI值的差异可达13％～97％；而像元级辐射定标可以使位于界线两侧的不同地物的NDVI值对比更加明显。同时，文中建立了CCD与WFI传感器之间由于本身光谱响应引起的NDVI差异的关系模型，获得了各传感器NDVI随大气气溶胶光学厚度变化的经验公式。 总之，本文研究表明：光谱匹配因子可以不依赖于同步或同测区地面数据；利用交叉辐射定标可为CBERS-02卫星可持续定量化应用提供较高精度且稳定的辐射定标系数；模拟理想靶标法与插值二维MTF构建法可较好地改善CCD传感器的图像质量。