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主被动光学遥感相结合的对地观测大气校正方法研究

朱忠敏  
【摘要】:随着遥感理论和卫星平台建设的推陈出新,对地观测定量遥感技术的发展迫在眉睫,作为关键预处理过程的大气校正成为制约卫星数据定量应用的瓶颈之一。本文侧重于对地观测卫星光学影像的大气校正,旨在解决对地观测光学卫星影像大气校正的若干问题。以光学卫星影像为研究对象,分析大气效应对其的影响,在大气辐射传输框架中,结合主动的激光雷达卫星CALIPSO、被动对地观测卫星Aqua和Terra的主被动光学遥感数据,研究主被动光学手段相结合的卫星影像大气校正中云检测和基于多源卫星传感器资料的气溶胶光学厚度(AOD:Aerosol Optical Depth)融合,并以实测的水平气象能见度(V:Visibility)和同步MODIS气溶胶光学厚度数据为基础,分析AOD与水平气象能见度的关系,发展了基于高斯曲线的随观测时问和能见度变化的V-AOD转换的修正算法,改进6S模型对气溶胶光学厚度的处理。选取渤海湾、策勒绿洲和帽儿山林场三个试验区,对基于6S辐射传输模型的大气校正算法进行验证,结果表明:结合了本文研究成果的6S模型在裸土和植被的大气校正中精度高于FLAASH算法。本文的主要创新点和贡献: 1.针对MODIS卷云漏检和厚气溶胶误判的固有关键问题,提出并发展了基于CALIOP星载激光雷达辅助的MODIS云检测算法,获得了比目前MODIS标准数据精度更高的云检测结果; 2.提出并发展了基于主被动传感器三星协同的气溶胶光学厚度(AOD)数据融合算法,提高了MODIS AOD数据的时间和空间覆盖范围,为大气校正提供了更加完备的基础数据; 3.发展了水平能见度和AOD(V-AOD模型)转换的修正算法,其精度高于目前常用的6S和MODTRAN辐射传输模型中使用的转换算法; 4.将以上三个主要研究工作的理论与实验成果进行集成,基于辐射传输模型,进行了大气校正实例验证并取得了较好的效果。


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