[發明專利]基于高分一號衛星的陸地氣溶膠光學性質反演方法

有效

• 申請號: 201410169298.9
• 申請日: 2014-04-24
• 公開（公告）號: CN103927455B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 王子峰;王中挺;陳良富;陶金花;陶明輝;李莘莘;張瑩
• 申請（專利權）人: 中國科學院遙感與數字地球研究所
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙)11296
• 代理人: 張淑賢,朱元萍

1.一種基于高分一號衛星的陸地氣溶膠光學性質反演方法，其特征在于，包含以下步驟：

根據我國不同區域及季節下適用的多種氣溶膠模式和大氣模型、GF1衛星寬覆蓋CCD數據紅、藍波段的光譜響應函數，用大氣輻射傳輸模擬方法計算不同氣溶膠光學厚度、不同觀測幾何條件以及GF1衛星寬覆蓋CCD數據紅、藍波段對應的大氣光學參數，形成多維查找表；

基于其他衛星獲取的覆蓋全國、隨時間更新的大區域地表反射率產品，計算得出紅、藍波段先驗地表反射率比值，形成地表反射率先驗數據庫；

基于GF1衛星寬覆蓋CCD數據的輻射定標系數計算紅、藍波段表觀反射率，；基于云像元判據去除云像元、基于水體像元判據去除水體像元、基于暗目標像元判據提取出適宜氣溶膠光學厚度反演的暗目標像元；

基于GF1衛星寬覆蓋CCD數據的輔助定位數據，計算所述暗目標像元的觀測幾何條件；

根據待反演的GF1衛星寬覆蓋CCD數據影像的過境時間和區域，確定匹配的氣溶膠模式及大氣模型；然后針對所述暗目標像元，結合其波段、觀測幾何等索引條件從所述查找表中插值得出不同氣溶膠光學厚度對應的大氣光學參數；

針對所述暗目標像元，將所述紅、藍波段表觀反射率、所述觀測幾何條件、以及所述大氣光學參數帶入輻射傳輸方程，計算不同氣溶膠光學厚度下紅、藍波段地表反射率比值；擬合建立該像元氣溶膠光學厚度與輻射傳輸計算的紅、藍波段地表反射率比值的經驗關系；從所述地表反射率先驗數據庫中提取所述暗目標像元的所述紅、藍波段先驗地表反射率比值，依所述經驗關系插值得到所述暗目標像元的氣溶膠光學厚度。

2.如權利要求1所述基于高分一號衛星的陸地氣溶膠光學性質反演方法，其特征在于，所述GF1衛星寬覆蓋CCD數據為經過幾何粗校正的藍、綠、紅、近紅外等四個波段，其輔助數據包括：輻射標定系數、過境時間、空間定位及觀測幾何等信息。

3.如權利要求1所述基于高分一號衛星的陸地氣溶膠光學性質反演方法，其特征在于，所述多維查找表包含氣溶膠模式×大氣模型×觀測波段×觀測幾何×光學厚度的多維度索引條件，及每一組索引條件對應的大氣光學參數，并存儲在數據文件中。

4.如權利要求1所述基于高分一號衛星的陸地氣溶膠光學性質反演方法，其特征在于，所述隨時間更新的大區域地表反射率產品每次更新間隔的時間不超過30天；所述大區域地表反射率產品所涉及的波段包含GF1衛星紅、藍波段，或與所述GF1衛星紅、藍波段相近。

5.如權利要求1所述基于高分一號衛星的陸地氣溶膠光學性質反演方法，其特征在于，

所述地表反射率先驗數據庫包含具有常見投影坐標的格網化數據，所述數據包含每個格網的紅、藍波段地表反射率比值；

所述常見投影坐標為等經緯投影的，所述格網大小為0.01度。

6.如權利要求1所述基于高分一號衛星的陸地氣溶膠光學性質反演方法，其特征在于，還包含衛星數據質量檢查和預處理的步驟：針對GF1衛星寬覆蓋CCD數據，檢查衛星影像缺失或條帶影響情況，影像中隨機噪聲分布及程度，以及是否有明顯的幾何畸變；基于數據質量標識去除數據缺失、條帶和其他噪聲像元數據。

7.如權利要求1所述基于高分一號衛星的陸地氣溶膠光學性質反演方法，其特征在于，所述氣溶膠模式包括：大陸型、海洋型、城市型、煤煙型、沙塵型、混合型；所述大氣模型包括熱帶、中緯度夏季、中緯度冬季、高緯度夏季、高緯度冬季。

8.如權利要求1所述基于高分一號衛星的陸地氣溶膠光學性質反演方法，其特征在于，所述觀測幾何的條件是：選定10個太陽天頂角，10個觀測天頂角，19個相對方位角，相對于0.55μm波長處的氣溶膠光學厚度設為10個等級。

9.如權利要求1所述基于高分一號衛星的陸地氣溶膠光學性質反演方法，其特征在于，所述大區域地表反射率產品，為MODIS的地表反射率產品MOD09。

10.如權利要求1所述基于高分一號衛星的陸地氣溶膠光學性質反演方法，其特征在于，

所述云像元判據為：ρ_red＜0.25且ρ_nir＜0.2，其中，ρ_red和ρ_nir分別表示GF1衛星寬覆蓋CCD紅、近紅外兩波段表觀反射率；

所述水體像元判據為：ρ_nir＜ρ_red，其中，ρ_red和ρ_nir分別表示GF1衛星寬覆蓋CCD紅、近紅外兩波段表觀反射率；

所述暗目標像元判據為：NDVI大于0.3，其中，NDVI為歸一化植被指數。