雪粒径的形状因素对积雪的反射光谱曲线影响较大, 如何有效地刻画雪粒径的形状参数成为研究的热点。 渐进辐射传输模型被广泛地应用于雪粒径反演, 其对雪粒径形状的描述只采用了2个值(3.62对应于片状雪粒径, 4.53为球形雪粒径), 较难描述积雪的形状参数, 同时为了反演积雪的雪粒径, 这两个形状参数必须被提前固定, 这大大降低了雪粒径的反演精度, 为此提出了一种基于光谱库的雪粒径及形状参数反演算法(LUTMA)。 首先利用渐进辐射传输模型建立不同粒径, 不同形状参数的光谱库, 然后采用光谱角指标进行匹配, 最终获取积雪的粒径与形状参数。 实验表明, 基于光谱库的雪粒径及形状参数反演新方法与实测数据较为吻合。

雪粒径反演是冰冻圈遥感的重要研究内容之一。 本研究通过设计不同雪粒径观测方案, 在我国北疆地区利用SVC HR-1024野外便携式光谱仪观测了不同雪粒径的光谱特征; 同时利用可拍照显微镜测量了雪粒径的大小和形状, 并通过DSPP方法计算其等效粒径; 最后, 基于渐进式积雪辐射传输模型（ART）对反演波段和积雪形状因子进行优化, 反演并验证雪粒径。 研究表明DSPP方法获取积雪等效粒径是可行的, 但由于同层积雪中样本选择存在较大差异, 在样本选择方面需要进一步改进; 近红外波段还是区分雪粒径的有效波段, 在研究区积雪是干雪的条件下, 基于ART优化反演波段和积雪形状因子优化方法反演雪粒径是可行的, 根据试验获取在该地区雪粒径反演最佳波段为1.20 μm, 最佳积雪形状因子b值为3.62。

雪粒径是影响全球/局地能量收支和表征积雪水热状态的重要参数, 大面积监测和估算雪粒径的分布及大小对于全球/局地气候变化和水资源管理具有重要意义。 目前遥感技术已成为大面积监测和估算雪粒径的重要手段。 针对雪粒径的遥感监测与估算, 该研究采用辐射传输模型模拟雪面可见光-近红外波段的光谱曲线, 经过分析光谱曲线并结合一阶微分和累计差异值选取对雪粒径敏感的波段和积雪指数, 建立单变量雪粒径高光谱遥感估算模型, 并用地面实测数据进行验证, 结果表明, 单波长1 030 nm, 1 260 nm和归一化差值积雪指数（460和1 030 nm）构建的估算模型预测精度较高, 雪粒径估算值与实测值的相关斜率分别为1.37, 0.61和0.62 , R2分别为0.82, 0.86和0.93, RMSE分别为55.65, 50.83和35.91 μm, 可用于雪粒径的估算研究。 研究成果为雪粒径的高光谱遥感反演提供科学依据。