1 中国科学院空天信息研究院 国家环境保护卫星遥感重点实验室, 北京 100101
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
3 生态环境部 卫星环境应用中心, 北京 100094
4 国家气象局 国家卫星气象中心, 北京 100081
偏振反映电磁波的方向特性,是除强度之外电磁波的另一维度的信息。在电磁波与大气颗粒物的相互作用中,偏振由于其对颗粒物物理特征的高敏感性, 可以有效提高卫星遥感探测的丰度和精度,改善对大气中特性复杂的气溶胶和云等成分的探测能力。首次综合介绍了我国研制的4种类型星载 对地观测偏振传感器,包括多角度偏振相机、推扫式偏振成像仪、摆扫式偏振仪、多通道偏振辐射计,并分析了代表性的国产偏振传感器 的指标参数,总结了各类载荷的探测能力。在此基础上,介绍了星载偏振传感器的主要定标方法,包括发射前实验室定标、星上定标和在轨定标。 偏振载荷具有增加卫星观测维度和精度、对大气颗粒物粒径和形状特征敏感、改善弱信号探测等方面的综合优势,能够获取全球范围内 高精度的大气气溶胶和云参数。星载对地观测偏振传感器具有广阔的大气遥感应用空间和潜力,可在细颗粒物PM2.5卫星遥感、关键气候 因子观测及评估、极端环境事件监测、气溶胶生态效应评估、对地观测高精度大气校正等多个领域发挥作用。
偏振 卫星传感器 大气遥感 气溶胶和云 定标 polarization satellite sensor atmospheric remote sensing aerosol and cloud calibration
Author Affiliations
Abstract
1 School of Instrumentation Science and Opto-electronics Engineering, Beihang University, Beijing 100191, China
2 Institute of Remote Sensing and Digital Earth, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100094, China
A method for calculating the atmospheric parameters measurement accuracy requirement based on polarized reflectance retrieval is proposed. The at-sensor polarization states with different atmospheric parameters content are simulated based on the atmospheric radiative transfer model in order to select the key parameter affecting the polarization observation. The accuracy requirement of atmospheric parameters is derived through the polarized reflectance retrieval method. Experiment results show that retrieval accuracy of polarized reflectance of typical ground objects can be up to 90%. The atmospheric parameters measurement accuracy requirement when the retrieval accuracy is more than 75% is derived.
260.5430 Polarization 110.5405 Polarimetric imaging Chinese Optics Letters
2019, 17(1): 012601
1 电子科技大学 地表空间信息技术研究所, 四川 成都 610054
2 成都理工大学 遥感与GIS研究所, 四川 成都 610059
3 中国科学院遥感应用研究所, 北京 100101
在分析植被光谱特征与光谱和植被水分相关性的基础上, 初步确定几个波段或波段组合为植被含水量的光谱指数。利用数据对植被含水量FMC(Fuel Moisture Content)与上述水份光谱指数分别建立最优函数关系。通过分析不同光谱指数的关系及其相对误差, 确定以1600 nm和820 nm处反射率的比值SR作为建立本研究区植被含水量模型的特征参数; 并利用实测光谱反射率与植被含水量建立SR与FMC之间的模型关系。根据植被含水量模型、 ETM和ASTER遥感数据, 在IDL7.0开发平台下实现研究区植被含水量的定量反演, 并利用区内实测数据和本底调查数据对反演结果进行了综合评价与分析。结果表明, 光谱指数SR可以较好地剔除环境背景以及冠层结构等外界因素的影响, 植被含水量遥感反演精度较高, 能真实反映研究区植被含水量的时空变化规律与特征。
遥感 定量反演 植被含水量 光谱指数 光谱反射率
1 中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室, 北京 100101
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
3 国家航天局航天遥感论证中心, 北京 100101
云相态识别是云参数研究的重要组成部分,为了有效识别水云和冰云,根据水云和冰云微物理性质的差别,研究了水云和冰云的单次散射特性,采用基于倍加累加法的矢量辐射传输方程模拟了水云和冰云的多角度偏振特性。模拟结果表明,光谱的多角度偏振特性能够体现出水云粒子和冰云粒子微物理性质的差异,云在特定方向反射的偏振辐射强度对云相态非常敏感,可以用来进行云相态的识别。在模拟的基础上进行了云相态识别算法的研究,并利用多角度偏振卫星数据——POLDER 0.865 μm通道数据进行了实例分析。识别结果与MODIS云相态产品及其1.38 μm卷云检测结果进行了比较。分析结果表明,基于多角度偏振特性云相态识别算法可以有效地进行云相态识别。
矢量辐射传输方程 云相态识别 偏振辐射强度 水云模型 冰云模型
