[發明專利]基于偏振遙感數據的云層上方氣溶膠光學厚度反演方法

在審

• 申請號: 202210237741.6
• 申請日: 2022-03-11
• 公開（公告）號: CN114624731A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 李樹;張詩淼;儲小雪;葉松;王新強;王方原;甘永瑩
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01S17/95
• 分類號: G01S17/95;G01S7/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供的是基于偏振遙感數據的云層上方氣溶膠光學厚度反演方法?；谠茖由戏綒馊苣z光學厚度反演算法，采用不同通道的強度輻射信息反演云光學厚度及有效粒子半徑；根據云光學厚度及有效粒子半徑的反演結果及偏振反射率查找對應的云層上方氣溶膠光學厚度及不同通道的反射率數據；對獲取的反射數據進行校正，重新進行云光學厚度及有效粒子半徑和氣溶膠光學厚度反演，以此不斷迭代直至“云氣分離”完成，實現云層上方氣溶膠光學厚度反演。本發明可用于偏振遙感云層上方氣溶膠參數反演，實現更準確的全球氣溶膠特性評估提供支持。

(一)技術領域

本發明涉及的是基于偏振遙感數據的云層上方氣溶膠光學厚度反演方法，可用于偏振遙感云層上方氣溶膠參數反演，實現更準確的全球氣溶膠特性評估提供支持。

(二)背景技術

大氣氣溶膠是指由固體或液體微粒分散在氣相介質中形成的相對穩定的散射體系。衛星遙感中，傳感器接收到的電磁輻射都是目標電磁波經過大氣分子、大氣氣溶膠、云粒子等散射、吸收作用，以及未到達地面就被大氣散射作用返回的大氣程輻射信息。在成像定量遙感中，大氣影響會造成圖像模糊、圖像細節丟失等，導致地表反射率、葉綠素濃度、海色等地表面參數定量化反演結果出現誤差。大氣校正(即扣除大氣影響)是實現高精度定量遙感的必要步驟，大氣校正的效果依賴于大氣參數的精度，大氣氣溶膠是其中重要影響因素之一。實時有效的監測大氣氣溶膠對氣候預測、定量遙感、人類生活質量的提高具有重要的作用。當前，氣溶膠的參數反演局限于無云污染區域，對有云污染區域的氣溶膠參數反演研究還很少，這極大降低了對全球氣溶膠特性監測及其輻射強迫評估的能力。

懸浮在云層上方的氣溶膠通過與云的輻射作用起到正輻射強迫的作用(即大氣變暖)。主動激光雷達傳感器可以獲取云層上方氣溶膠后向散射廓線，在一定的假定條件下可以反演消光信息包括云層上方氣溶膠光學厚度。Chand等基于CALIOP傳感器的1064nm與532nm通道后向散射衰減比信息來反演云層上方氣溶膠光學厚度。被動遙感探測器同樣具備反演云層上方氣溶膠參數的能力?？梢岳闷裥畔⒎囱菰茖由戏綒馊苣z參數，如Waquet等基于PARASOL衛星上的POLDER探測器的865nm通道反演了云層上方碳質氣溶膠的光學厚度；Waquet等采用POLDER的670nm和865nm通道的偏振信息反演水云上方生物燃燒型氣溶膠和礦物質粉塵性氣溶膠的微物理特性和光學特性；Knobelspiesse等基于偏振掃描儀(RSP)的觀測資料反演墨西哥灣區域云層上方氣溶膠和云粒子尺度分布參數。Torres等基于臭氧監測儀(OMI)的觀測資料，開發了同時反演云和氣溶膠光學厚度的新算法。Jethva等基于MODIS的470nm通道與860nm通道的反射率比值同時反演云光學厚度以及云層上方氣溶膠光學厚度。

本發明公開了基于偏振遙感數據的云層上方氣溶膠光學厚度反演方法，該方法通過迭代的方法扣除云層對氣溶膠層的影響，使“云氣分離”更徹底，提高云層上方氣溶膠光學厚度的反演精度。

(三)發明內容

本發明的目的在于提供提高云層上方氣溶膠光學厚度反演精度的基于偏振遙感數據的云層上方氣溶膠光學厚度的反演方法。

本發明的目的是通過以下技術手段實現的：

基于偏振遙感數據的云層上方氣溶膠光學厚度的反演方法，包括：

步驟1，偏振遙感云像元的光學輻射及觀測幾何數據；

步驟2，根據670nm、1610nm、2250nm通道的反射率數據，采用查找表方法反演云的光學厚度及有效粒子半徑；

步驟3，根據步驟2獲取的云光學厚度及有效粒子半徑，結合670nm波段的偏振反射率，采用查找表的方法反演云層上方氣溶膠光學厚度，獲取云層上方氣溶膠光學厚度；

步驟4，根據步驟3獲取包含云層及氣溶膠層670nm、1610nm、2250nm通道的反射率；