[发明专利]一种气溶胶光学厚度遥感反演方法

说明书

本发明公开一种气溶胶光学厚度遥感反演方法，解决现有方法反演精度低的问题。所述方法，包含：基于高分卫星数据，采用6S辐射传输模型，建立查找表，得到大气路径辐射项等效反射率、大气下界的半球反射率、大气透过率；基于中分辨成像光谱仪地表反射率产品，利用最优反射率技术，构建月尺度下宽幅相机地表反射率库，得到地表反射率；利用辐射传输方程计算得到表观反射率计算值；将表观反射率计算值与基于高分卫星数据计算得到的表观反射率实际值进行数值对比，得到二者差的绝对值最小时的表观反射率计算值为最优表观反射率计算值，并根据所述查找表，查表得到对应的气溶胶光学厚度。本发明可实现对陆地气溶胶光学厚度大范围、精确反演。

技术领域

本发明涉及遥感技术领域，尤其涉及一种气溶胶光学厚度遥感反演方法。

背景技术

国产高分一号(GF-1)卫星搭载的四个宽幅相机(WFV)可以有效的对气溶胶进行监测，由于GF-1WFV具有蓝光波段，可以利用在蓝光处较强的大气反射和较弱的地表反射特征去除地表贡献，该算法需要有先验的地表信息，然后再根据卫星信号来反演气溶胶光学厚度。在进行地表信息构建时，传统的方法是采用最小反射率合成技术MRT(MinimumReflectivity Technique)，在合成过程中主要是考虑一定数量不同时间的影像，相同位置像元中寻找最小值作为目标值，但是利用MRT构建的地表反射率时，选择的往往是一定时间内最低的地表反射率，因此在实际中可能会对降低对地表信息的估测。

发明内容

本发明提供一种气溶胶光学厚度遥感反演方法，解决现有方法反演精度低的问题。

本发明实施例指出一种气溶胶光学厚度遥感反演方法，包含以下步骤：基于高分卫星数据，采用6S辐射传输模型，建立查找表，得到大气路径辐射项等效反射率、大气下界的半球反射率、大气透过率，所述查找表中的设定参数包含：太阳天顶角、观测天顶角、太阳与卫星间相对方位角、气溶胶光学厚度；基于中分辨成像光谱仪地表反射率产品，利用最优反射率技术，构建月尺度下宽幅相机地表反射率库，得到地表反射率；根据所述大气路径辐射项等效反射率、大气下界的半球反射率、大气透过率、地表反射率，利用辐射传输方程计算得到表观反射率计算值：

其中，ρ^atm、ρ_surf分别为所述表观反射率计算值、大气路径辐射项等效反射率、地表反射率，T为所述大气透过率，s为所述大气下界的半球反射率；将所述表观反射率计算值与基于所述高分卫星数据计算得到的表观反射率实际值进行数值对比，得到二者差的绝对值最小时的表观反射率计算值为最优表观反射率计算值，并根据所述查找表，查表得到对应的气溶胶光学厚度。

优选地，所述基于中分辨成像光谱仪地表反射率产品，利用最优反射率技术，构建月尺度下宽幅相机地表反射率库，得到地表反射率的步骤，进一步包含：采用最优反射率技术，构建月尺度下中分辨成像光谱仪红光波段地表反射率库；根据红蓝波段地表反射率关系，对所述中分辨成像光谱仪红光波段地表反射率进行转换，得到月尺度下中分辨成像光谱仪蓝光波段地表反射率；根据中分辨成像光谱仪与宽幅相机蓝光波段数据转换关系，对所述月尺度下中分辨成像光谱仪蓝光波段地表反射率进行转换，得到月尺度下宽幅相机蓝波段地表反射率，即所述月尺度下宽幅相机地表反射率。

优选地，所述采用最优反射率技术，构建月尺度下中分辨成像光谱仪红光波段地表反射率库的步骤，进一步包含：对中分辨成像光谱仪地表反射率产品的历史数据进行按月统计，每月提取多景影像，从中选取观测天顶角小于30度的像元；对每个像元由小到大排序，根据预先设定的阈值得到每个月单个像元符合规则的个数为符合个数；根据每个像元的所述符合个数，计算每个像元的地表反射率为：当所述符合个数小于等于1时，所述地表反射率不存在；当所述符合个数等于2时，所述地表反射率为对应的两个像元的均值；当所述符合个数大于2且小于等于N/2-1时，依次滑窗选取3个值作为像元参考值，对所有所述像元参考值求标准差，所述地表反射率为标准差最小的像元参考值的均值，其中N为每月提取的影像的景数。