高光谱遥感为冬小麦氮含量的实时估测提供了技术途径, 然而在实际探测过程中, 接收的信号不仅包含植株叶、 茎等器官内部发生多次散射后的光辐射, 也包含在叶片表面发生镜面反射而没有进入器官内部的光辐射, 原理上只有前者可反映植株的生化组分信息, 因此目前常用的反演算法存在较大不确定性。 拟采用增加偏振测量的方式, 区分与上述两种情形对应的非偏振光和部分偏振光, 通过构建相应的反射率表征因子, 以评估剔除部分偏振反射分量对植株氮含量估算的影响。 实验获取了冬小麦拔节、 挑旗、 开花、 灌浆四个典型生长期共计48组偏振高光谱与氮含量测量样本, 分析后表明, 剔除偏振反射后, 反射率光谱与氮含量的相关性在可见光波段有较明显的提升, 而常用的多个植被指数对氮含量的估算精度有小幅提升, 且不同生长期对应的最优植被指数不同。 上述结果证明了通过测量叶表偏振反射而提升冬小麦氮含量高光谱估算方法的有效性与稳定性, 为提升植被生化组分遥感反演的精度提供了参考。

陆表温度（LST）在地-气相互作用过程中扮演着重要的角色， 是全球变化研究的关键参数。 陆表发射率是陆表温度反演的关键输入参数之一。 中红外谱区（3~5 μm）介于可见光-近红外谱区（038~25 μm）与热红外谱区（8~14 μm）之间， 地物的发射率在该谱区表现出独特的光谱特性， 可用于霜冻监测、 矿物成分分析等研究。 由于传感器在中红外谱区探测到的能量既有来自于地物自身发射的热辐射能量， 又有反射的太阳辐射能量， 这两部分的能量分离机理比较复杂， 因此中红外谱区发射率特性分析的相关文献较少。 本文针对单一均匀地表和具有混合像元的复杂地表计算了MODIS红外通道的有效发射率， 发现通道有效发射率在单一均匀地表下与温度的耦合效应不强烈； 但在复杂地表下， 通道有效发射率与混合像元内的成分比例以及成分的地表温度具有耦合效应。 在误差允许的范围内， 混合像元的有效发射率可以忽略成分地表温度的影响。 发射率误差对陆表温度反演精度的敏感性随着波长的变化而变化。 在热红外波段， 敏感性是其在中红外波段的2倍左右， 说明利用中红外波段进行陆表温度反演具有一定的优势。

将美国NPP卫星可见光红外成像辐射仪(Visible Infrared Imaging Radiometer, VIIRS)的中红外通道(中心波长3.697 μm)作为检验基准, 使用菲涅尔反射定理建立中红外和被验证通道的海表反射率关系, 对四个太阳反射通道(中心波长位于0.672、0.862、1.238和1.602 μm)进行了基于海水表面耀斑区反射率精度验证并深入分析该方法的不确定度.结果表明:VIIRS四个通道的验证不确定度分别为3.8%、3.9%、4.1%和4.1%, 这一方法可实现VIIRS部分光学通道的在轨较高精度验证.

传感器入瞳处接收到的中红外波段(3~5 μm)能量包含反射的太阳能量与地物自身的发射能量。 通常该波段反射的太阳能量很弱, 但在海面太阳耀斑区等特定情况下, 被中红外通道探测到的反射太阳能量是比较可观的, 且其对大气影响的敏感性较低, 同时, 对于搭载有在轨定标系统的卫星传感器, 使用黑体定标后的中红外波段的在轨辐射性能相当稳定的。 因此, 考虑将中红外波段的海面耀斑区反射率作为用于反射太阳波段交叉定标的基准。 基于这个想法, 构建了改进的、 适用于VIIRS(visible infrared imaging radiometer)中红外波段的非线性劈窗模型来计算南印度洋海面耀斑区中红外反射率。 首先统计得到VIIRS M12和M13波段海面反射率的限定关系, 然后使用非线性劈窗算法模拟计算海面反射率, 模拟模型的不确定度为083%。 在此基础上使用VIIRS的M12波段（中心波长为3697 μm)太阳耀斑区数据计算选取的样本区的海面反射率。 然后使用两种方法对反射率精度进行验证, 精度分别为029%和023%, 假设M12和M13波段海面反射率相等的反射率计算结果精度分别为248%和103%。 该计算模型大大提高了精度, 说明该模型用于VIIRS M12中红外波段计算海洋耀斑区反射率是有效可行的, 其精度能够满足中红外波段海面反射率作为波段间定标基准的需求。Window Model