[发明专利]一种带有叶绿素荧光与气溶胶同步校正作用的大气CO2

说明书

本发明涉及一种带有叶绿素荧光与气溶胶同步校正作用的大气CO₂卫星遥感观测反演方法，与现有技术相比解决了叶绿素荧光与气溶胶难解缠致使大气CO₂观测难以准确校正的缺陷。本发明包括以下步骤：利用0.76μm光谱带反演叶绿素荧光与瑞利散射；2.06μm与0.76μm光谱带协同反演云与气溶胶；1.6μm、2.06μm与0.76μm三光谱带协同反演大气CO₂。本发明基于1.6μm、2.06μm与0.76μm三光谱带协同叶绿素荧光与气溶胶同步校正，实现了大气CO₂稳定、高精度卫星遥感观测反演。

技术领域

本发明涉及卫星遥感技术领域，具体来说是一种带有叶绿素荧光与气溶胶同步校正作用的大气CO₂卫星遥感观测反演方法。

背景技术

大气CO₂高精度卫星遥感中，陆地植被叶绿素荧光是一种重要的误差源。植被在红光和近红外波长发射荧光信号填充O₂吸收线、减小吸收线相对深度，在0.76um O₂ A光谱带内的光谱特征与大气散射相似，明显干扰散射相关参数的反演结果，影响CO₂的反演精度。

由于荧光强度微弱，且与大气散射光谱特征高度相似，因此荧光与气溶胶难解缠，其对大气CO₂的影响也难准确校正。

目前荧光的主要校正方法有三种：太阳弗朗禾费暗线法、基于O₂吸收线的同步物理反演法，以及基于0.76um和1.6um双光谱带的参数化校正法。第一种方法要求大气无散射、具备真实反射率谱，对于卫星观测而言存在较大不确定性；第二种方法反演参数多且相关性强，对先验信息、反演求解算法等有严苛要求，难以实现；第三种方法对大气条件要求高，且单独采用0.76um光谱带同步反演叶绿素荧光与气溶胶不稳定，反演能力和精度待提升。

如何提出一种能够稳定实现大气CO₂高精度卫星遥感反演方法已经成为急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中叶绿素荧光与气溶胶难解缠致使大气CO₂观测难以准确校正的缺陷，提供一种带有叶绿素荧光与气溶胶同步校正作用的大气CO₂卫星遥感观测反演方法来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种带有叶绿素荧光与气溶胶同步校正作用的大气CO₂卫星遥感观测反演方法，包括以下步骤：

11)利用0.76μm光谱带反演叶绿素荧光与瑞利散射：预处理卫星0.76μm光谱带观测数据获得对数辐亮度光谱，通过计算的模拟光谱和雅克比矩阵，反演获得叶绿素荧光强度与瑞利散射参数；

12)2.06μm与0.76μm光谱带协同反演云与气溶胶：预处理卫星2.06μm光谱带观测数据获得归一化对数辐亮度光谱；应用0.76μm光谱带反演的瑞利散射参数值计算出模拟光谱和雅克比矩阵，反演获得云与气溶胶参数；

13)1.6μm、2.06μm与0.76μm三光谱带协同反演大气CO₂：预处理卫星 1.6μm光谱带观测数据获得对数辐亮度光谱，组合卫星1.6μm对数辐亮度光谱和2.06μm归一化对数辐亮度光谱为观测向量，应用0.76μm光谱带反演获得的瑞利散射参数值、2.06μm与0.76μm光谱带协同反演获得的云与气溶胶参数值计算出模拟光谱和雅克比矩阵，同步反演云与气溶胶以及大气CO₂廓线，最终计算获得大气CO₂值。

所述的利用0.76μm光谱带反演叶绿素荧光与瑞利散射包括以下步骤：

21)获取卫星0.76μm光谱带观测数据，开展定标和对数化计算，获得对数辐亮度光谱，组成卫星观测向量y1；