[發明專利]一種Ⅱ類水體離水輻亮度反演方法

有效

• 申請號: 200810047975.4
• 申請日: 2008-06-11
• 公開（公告）號: CN101308215A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: 田禮喬;陳曉玲;龔威;馬盈盈;陸建忠;陳莉瓊;張偉;于之鋒;朱忠敏
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01S17/95
• 分類號: G01S17/95;G01S17/88;G01S7/48;G01S7/497
• 代理公司: 武漢天力專利事務所
• 代理人: 嚴彥;馮衛平

技術領域

本發明屬于衛星遙感數據處理技術領域，特別涉及一種II類水體離水輻亮度反演方法。

背景技術

目前通用的業務化水色遙感大氣校正方法都依賴被動式衛星傳感器實現，主要是利用水體在近紅外波段吸收強的特點，假定近紅外波段離水輻亮度為零，通過兩個近紅外大氣校正波段進行氣溶膠輻射的光譜擴展，最終實現水色遙感大氣校正。這種方法比較成熟，數據處理方面已經建立了水色遙感標準大氣校正算法。但該方案對于渾濁水體卻并不適用，原因是因為渾濁水體中的懸浮泥沙、葉綠素濃度較高，在近紅外波段的后向散射比較強，從而使得近紅外波段離水輻亮度為零的假設不能成立。在本技術領域，渾濁水體一般稱為II類水體，包括近岸渾濁II類水體和內陸渾濁II類水體。相對于清潔I類水體來講，II類水體與人們的生活最為相關，因此開展II類水體大氣校正研究對于我國海洋環境監測、漁業資源管理等都具有重要意義。相關文獻有：Hu，C.，K.L.Carder，andF.E.Müller-Karger，Atmospheric?correction?of?SeaWiFS?imagery?over?turbid?coastalwaters：a?practical?method.Remote?Sensing?of?Environment，2000，74，195-206

星載大氣氣溶膠探測激光雷達是一種新興的主動式探測技術。2006年4月28日發射的CALIPSO(The?Cloud-Aerosol?Lidar?and?Infrared?Pathfinder?SatelliteObservations)衛星是“A-Train”觀測計劃中的一顆極軌衛星，其主要的科學任務是從太空向地球探測氣溶膠和云的垂直分布及其光學特性。其上搭載的CALIOP傳感器不像現行的其他星載傳感器，它以主動遙感方式探測大氣氣溶膠光學特性，受天氣情況影響較小，在高地面反射率地區，依然能獲取有效的氣溶膠觀測值。相關文獻有：Winker?David?M.，Hostetler?Chris?A.，Vanghan?M?A，OmarA?H，CALIOP?Algorithm?Theoretical?Basis?Document，Part?1：CALIOP?Instrument，and?Algorithms?Overview，2006。但該激光雷達傳感器的科學任務是獲取大氣氣溶膠的消光系數和廓線分布，無法實現對地面和水體參數的探測。

發明內容

本發明目的在于提供一種II類水體離水輻亮度反演方法，以解決II類水體的水色遙感大氣校正問題。

本發明的技術方案為：

首先，將II類水體和其附近的低反射地區作為研究區域，針對研究區域進行初步反演，包括以下3個步驟，

步驟1.1，結合大氣模式和激光雷達方程，求解出主動式衛星傳感器的大氣氣溶膠消光系數，并對其進行積分得出研究區域的氣溶膠光學厚度主動觀測值；

步驟1.2，利用與主動式衛星傳感器觀測值時空準同步的被動式衛星遙感影像，對研究區域的氣溶膠光學厚度主動觀測值進行去云處理；

步驟1.3，對研究區域的氣溶膠光學厚度主動觀測值進行噪聲去除處理，所述研究區域的氣溶膠光學厚度主動觀測值包括II類水體上空的氣溶膠光學厚度主動觀測值和低反射地區的氣溶膠光學厚度主動觀測值；

然后，利用主動式衛星遙感氣溶膠光學厚度與被動式衛星遙感氣溶膠光學厚度的相關關系求解II類水體上空的氣溶膠光學厚度分布改進數據，并計氣溶膠輻射影響，最終得到II類水體離水輻亮度，具體包括以下5個步驟，

步驟2.1，通過被動式衛星傳感器獲取研究區域的氣溶膠光學厚度被動觀測值，所述研究區域的氣溶膠光學厚度被動觀測值包括II類水體上空的氣溶膠光學厚度被動觀測值和低反射地區的氣溶膠光學厚度被動觀測值；根據低反射地區的氣溶膠光學厚度被動觀測值對步驟1.3所得低反射地區的氣溶膠光學厚度主動觀測值進行校準處理，建立主動式衛星遙感氣溶膠光學厚度和被動式衛星遙感氣溶膠光學厚度的校準關系式；

步驟2.2，利用步驟2.1所得校準關系式對II類水體上空的氣溶膠光學厚度主動觀測值進行校準處理以求得氣溶膠光學厚度主動觀測值的近似真值；

步驟2.3，對主動觀測值的近似真值與相應的II類水體上空的氣溶膠光學厚度被動觀測值進行相關性分析，建立相關關系式對II類水體上空的氣溶膠光學厚度被動觀測值進行修正處理，得到II類水體上空的氣溶膠光學厚度分布改進數據；

步驟2.4，根據II類水體上空的氣溶膠光學厚度分布改進數據計算氣溶膠輻射影響；