水色遥感大气校正方程的研究进展.pdf

《水色遥感大气校正方程的研究进展.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、维普资讯http://www.cqvip.com第26卷第3期海洋技术Vo1．26，No．32007年9月OCEANTECHNOLOGYSept，2007水色遥感大气校正方程的研究进展李刚。，刘铁根(1．天津大学精仪学院，光电信息技术科学教育部重点实验室，天津300072；2．深港产学研基地海岸与大气研究重点实验室，广东深圳518057)摘要：大气校正是水色遥感研究中必不可少的一步，文中概括总结了对于一类水体、二类水体的大气校正以及在每类水体中对气溶胶单散射、复散射两种情况下的大气校正方法，列出了比较实用的计算流程。关键词：水色遥感；大气校正；气溶胶中图

2、分类号：TP722．4文献标识码：B文章编号：1003—2029(2007)03—0064—04()是大气的分子散射的部分(主要是瑞利散射)；()是l引言大气的气溶胶散射的部分；胁()是气溶胶与大气分子之间的多次散射的部分；Pr()是直射太阳光在海表面的镜面反海洋水色遥感是利用传感器获取海面离水辐射度的可射；()是为来自水体底部的反射。对于可见光和近红外来见光和近红外光谱信息来研究海洋的新兴技术。水色遥感说由于波长的原因一般不会到达海洋底部，因此对于光学在全球碳循环、初级生产力以及海洋与海岸带环境变化等深水来说()可以忽略。()是来自海水水体的离水反方面

3、有着不可替代的重要作用。海洋水色遥感是全球观测射率，c()是由海表面浪花白帽引起的部分。T是直接透系统中的一个重要组成部分。海水的信号很弱，在传感器所射比，t(，)是大气的漫透射比。因为()和JD()具有接收到的辐射中，来自海水的辐射量不足全部辐射量的近似一致的辐射角度分布所以二者均使用t(，)由下式表示(Gordon和Morel，1983)。对于大气分子的瑞利散射2O，而超过8O的辐射量是由大气等非海水因素辐射产生。大气校正就是从传感器所接收到的总辐射度中剔出这()可以由比较精确的公式计算得到，而对于海面的镜面反些由非海水因素产生的影响从而得到正确的海

4、水辐射度。射项()，一般可以通过调整卫星传感器的角度来避免。因此，大气校正的关键问题是如何正确得到气溶胶散射的因此，大气校正对海洋水色遥感显得尤为重要。部分。2大气校正的基本原理和方法3一类水体大气校正来自大气外层的太阳光经过大气的瑞利散射和气溶胶一类水体指的是由浮游植物及其“伴生”腐殖质对海水散射，其中一部分返回传感器，另一部分向前直射或漫射到的光学特性起主要作用的海域，大多数开阔海域的海水接达海面。到达海面的直射光中一部分由于镜面反射穿过大近于第一类水体。一类水体的大气校正算法已经比较成熟，气返回，另一部分经水面折射穿过水面时受到叶绿素、悬浮主要分成

5、单散射和复散射两种情况。泥沙和黄色物质等物质的散射和吸收，一部分经过水面折3．1单散射情况射离开水面后穿过大气到达卫星传感器，另一部分继续向对于仅考虑单散射情况，即不考虑气溶胶和大气分子下到达海底又部分反射，经过海面折射后回到扫描仪。因之间的多次散射，所以(1)式中的阳()可以忽略，变成此，可能到达卫星水色扫描仪的总辐射量由下式表述(由反()一()+t(，)lDⅣ()(2)射率表示)：引进大气校正因子：￡(凡，)=()=()+()+阻()+Tpr()+()o(k)rA(凡)尸(凡，，o)，。、t(，)()+t(，)胁()+()(1)一而式中：()为卫星在

6、给定波段所探测到的总反射率值；式中：OA0是气溶胶单散射反照度；TA是气溶胶光学厚度；P是气溶胶散射相函数。收稿日期：2007—04—15计算大气校正因子一般有两种方法，第一种是假定：①维普资讯http://www.cqvip.com第3期李刚等：水色遥感大气校正方程的研究进展65所测区域内气溶胶波长指数恒定，从而气溶胶散射相位函个正的最大值和两个负的最大值所代表的气溶胶模型。这数与波长无关。②气溶胶单散射反照度o是波长的弱函样不断循环直到最后剩下四种气溶胶模型，其中有两种数。⑧气溶胶光学厚度随波长可变且可由下式表示：0，然后，对剩下的四种气

7、溶胶模型所对应的rA()=aA—F(4)8i(，。)按比例进行内插，从而求出该点的8(A，。)，而且其式中：a为混浊度因子；是埃斯屈朗指数。因此可得值必定在两种气溶胶模型，之间，即：／】＼￡l(7，8)<8(A7，8)<￡z(7，8)(11)￡(，，)=I＼旱^J／I(5)对于任意波长的校正因子8(九，。)可假设：8(，。)在式中：为常数。在实际大气校正过程中，我们以SeaWIFS(，)和厶(，8)之间的比例与8(A，)在8n(，8)和为例，对于一类水体，SeaWIFS7，8波段的离水辐射(，s)之间的比例相同，并且的值在两种模型之间的()，(8)近似为

8、零，由(2)式可求出()，(8)。代人比例也遵从上述规律。此时，经过模型参数的内