基于中分辨率成像光谱仪/云和气溶胶探测激光雷达（MODIS/CALIOP）的匹配数据集，提出一个分类神经网络进行透明卷云的识别，利用两个回归神经网络对透明卷云的光学厚度和云顶高度进行反演。结果表明，分类网络的精确度可达到84%，检测率达到79%。对成功识别的透明卷云参数进行了反演，得到透明卷云光学厚度的平均绝对误差为0.2，均方根误差为0.25，相关系数为0.79。对云顶高度进行了反演，得到云顶高度的平均绝对误差为0.61 km，均方根误差为0.74 km，相关系数达到0.87。本研究利用MODIS/CALIOP匹配数据集以及神经网络算法，可得到透明卷云的分布以及其参数特性，为其在南海海域上空的分布情况提供了数据支撑，有助于相关研究人员了解该地区透明卷云的分布情况，提高辐射计算的精度。

为了研究海洋大气气溶胶不同模态的光学特性，基于球形粒子的Mie散射理论，综合运用能见度仪、自动气象站、光学粒子计数器（OPC）以及腔衰减相移式单散射反照率监测仪（CAPS）等设备，对广东茂名地区近海海域的大气气溶胶进行粗、细模态分类以及复折射率反演和研究。反演结果表明，在530 nm处，细模态气溶胶复折射率在相对湿度大于55%时约为1.35（±0.01）?0.019（±0.003）i，在相对湿度小于55%时约为1.37（±0.02）?0.020（±0.003）i；粗模态气溶胶复折射率在相对湿度大于55%时约为1.4?0.004（±0.002）i，在相对湿度小于55%时约为1.48（±0.02）?0.005（±0.002）i。不同模态的气溶胶粒子折射率差异明显，该结论对研究海洋气溶胶气候效应具有一定的参考价值，同时对建立茂名地区海域气溶胶模型具有重要意义。

利用温度脉动仪在近海面测量的大气折射率结构常数Cn2，结合集合经验模态分解（EEMD）获得不同时间尺度的本征模态函数（IMF）分量，对IMF的周期进行分析，结果表明IMF的平均周期存在较高吻合度的自然指数关系，根据大气湍流各态历经性可以得到其空间尺度特征。对得到的IMF分量进行Hilbert变换，得到IMF在各自中心频率的瞬时波动情况，同时得到常规气象参数与Cn2的Hilbert-Huang变换边际谱。结果表明，对比传统的快速傅里叶变换（FFT），Hilbert-Huang变换更能体现出光学湍流的频谱分布特征。分析了不同层结的常规气象参数与Cn2的相关性，进一步认识近海面光学湍流时空特征。研究结果为海洋环境下激光传输提供一定参考价值。

研究气溶胶辐射强迫和激光大气传输效应，需要掌握气溶胶光吸收特性参数及其垂直分布情况。提出一种基于实测与模式相结合的方法来估测垂直高度上气溶胶吸收系数分布。首先采用太阳辐射计和激光雷达观测的数据分别反演整层气溶胶光学厚度（AOD）和消光廓线，再将辐射传输计算软件moderate spectral resolution atmospheric transmittance algorithm and computer model（MODTRAN）和santa barbara DISORT atmospheric radiative transfer（SBDART）在相应气溶胶模式下的数据结果作为约束条件，得到气溶胶吸收廓线，并通过外场实验测量数据进行反演实验。结果表明，所提方法是可行的，可作为气溶胶吸收系数垂直分布有效获取的一种新的技术途径。

为实现建筑物单体信息的高精度提取, 采用基于规则的面向对象方法, 提出了一种经图像预处理、多尺度分割、构建规则信息和特征提取的技术流程。以基于国产高分二号卫星的扬州市两个样本区 (佳家花园小区和联谊南苑小区) 为例对该方法进行了实验验证, 研究结果表明: 与传统方法相比, 新方法提取的效果更好、精度更高, 识别精度达到 97.7%, Kappa 系数为 0.93。

利用FY-2G(风云二号G星)静止气象卫星中红外和热红外通道白天/夜晚数据进行我国陆地区域地表发射率的反演。采用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)提供的温湿度、臭氧等大气廓线数据,基于辐射传输模型MODTRAN进行遥感影像的大气校正;选用修正后的Minnaert双向反射分布函数计算中红外通道地表方向的半球反射率,基于与温度无关的热红外光谱指数(TISI),最终得到我国不同地表植被类型下白天和夜晚的地表发射率分布特征;然后选取MODIS地表发射率产品对我国陆地区域的影像进行地表发射率反演结果的验证,结果显示:白天和夜晚的地表发射率反演结果与MODIS现有地表发射率产品吻合得较好,白天热红外通道IR1、IR2地表发射率反演的绝对误差分别为-0.0057、-0.0068,均方根误差分别为0.0095、0.0103;夜晚的绝对误差分别为-0.0010、-0.0035,均方根误差分别为0.0094、0.0096。同时对同一天不同时刻的地表发射率反演结果进行分析,结果表明,夜间的地表发射率略低于白天。

复杂海洋环境是空间光电探测的典型应用场景, 可见至长波红外波段海表反照率参数是海洋大气传输与背景辐射特性研究的重要内容。鉴于目前中国海域海表反照率数据缺乏的现状, 在多源卫星长时间观测海洋环境特性参数数据的统计分析基础上, 通过考虑海水叶绿素含量、气溶胶光学厚度、海表面风速和太阳入射角度等参数的复合影响, 建立了海表反照率的快速参数化应用模式, 获得了中国南海、东海、黄海和渤海等典型海域0.4~14 μm海表反照率谱线, 掌握了海表反照率的时空分布特征, 为海空光电工程应用提供基础数据支撑。

为了有效地去除高分辨卫星图像中薄云的影响,提出了一种基于Mallat小波变换的薄云去除方法。对图像进行Mallat小波分解得到高频细 节部分和低频近似部分,根据云噪声在分解系数中处于低频部分而地物信息占据相对高频部分的特点,在小波变换多尺度分析的基础上, 算法在最大尺度低频图像上按照云厚度掩膜值对云区进行线性处理；对于高频子带图像根据尺度的不同运用非线性增强算子进行 不同程度的增强,从而提高图像的清晰度,减小残留云的影响,之后将重构后的图像进行中值滤波以减少高频云的影响。 针对高分一号卫星图像进行了实验。实验证明,该方法在去除薄云的同时很好地保留了图像细节及边缘信息,去薄云效果优于传统小波变换法。

海表温度(sea surface temperature, SST)对海洋科学的研究具有重要意义。通过卫星遥感反演是获得SST数据的方法之一。 基于C#和IDL语言构建针对EOS/MODIS数据的海表温度反演软件,讨论软件的功能,同时给出具体的反演处理过程。最后以我国 南海海域为例,将软件反演结果与实测数据对比。结果显示,反演结果与实测数据的线性相关系数约为0.91,标准误差约为0.7℃。 反演结果以期对海洋开发探测提供参考。

采用Mie散射方法计算了小尺度范围内, 0.65 μm波长大气气溶胶粒子光学特性与折射率、粒子尺度参数的关系, 并分析了折射率虚部对气溶胶粒子散射相函数的影响。结果表明: 在小尺度范围内, 气溶胶粒子散射特性受折射率、尺度参数影响较大, 折射率实部和尺度参数对消光效率因子等非散射角散射参量的影响存在一定程度的对称性。同时还发现, 在特殊散射角位置, 无论对于单粒子还是对于多分散粒子群系统, 气溶胶粒子(群)的散射相函数与折射率虚部基本无关, 不同折射率虚部的散射相函数在前向散射方向存在交点, 交点位置随粒子尺度参数的变化基本为高斯分布。随着粒子尺度参数的增大, 交点位置向前向小角方向移动, 并逐步趋于离散。这一结论对了解大气气溶胶粒子的散射效应具有一定的参考意义。