针对红外预警卫星探测波段遥感数据难以获取的问题, 研究了基于地表温度反演的红外预警卫星探测波段地球背景辐射仿真方法。采用了通用型单通道算法对FY-3/MERSI数据集进行地表温度反演, 得到了全球地表温度分布图。在此基础上, 构建了地表红外辐射模型, 充分考虑了海拔、大气模式、地表类型等因素对地表辐射的影响, 利用MATLAB与MODTRAN 进行联合编程完成每个像元对应的地表辐射计算, 实现了红外预警卫星探测波段地球背景辐射场景的图像生成。仿真结果表明: 仿真图像分辨率高, 能够准确反映红外预警卫星探测波段的地球背景辐射特性, 可为研究红外预警卫星作战效能评估和目标识别技术提供场景数据支撑。
红外预警卫星 地表温度反演 通用型单通道算法 作战效能评估 infrared early warning satellite (IEWS) retrieving earth surface temperature generalized single-channel algorithm operational effectiveness evaluation 红外与激光工程
2019, 48(12): 1203007
1 电子科技大学 地表空间信息技术研究所, 四川 成都 610054
2 北京师范大学 地表过程与资源生态国家重点实验室, 北京 100875
3 北京师范大学 民政部/教育部减灾与应急管理研究院, 北京 100875
4 中国气象局气象探测中心, 北京 100081
目前用于地表温度反演的单通道算法主要针对窄视场传感器建立.HJ-1B卫星红外相机为宽视场传感器, 其热红外通道(IRS4)观测天顶角可达±33°以上, 在地表温度反演时必须剔除传感器观测角度的影响.以大气辐射传输模拟为基础, 建立了基于传感器观测天顶角-大气函数系数的修正单通道算法.针对HJ-1B卫星与Terra卫星过境时间接近的特点, 提出将MODIS大气水汽含量产品作为单通道算法的输入参数, 并建立了观测天顶角-垂直与斜程大气水汽含量转换系数查找表.基于对光谱数据的模拟, 给出了适用于IRS4通道的地表发射率确定方法.验证结果表明, 修正单通道算法平均反演误差在1.1K以内, 比不考虑传感器观测角度的单通道算法精度提高0.1~0.7K, 反演误差对于传感器观测天顶角依赖性减弱.对实际HJ-1B卫星影像的应用结果表明, 修正单通道算法反演的地表温度与MODIS地表温度产品具有较好的一致性.
地表温度 单通道算法 大气辐射传输模型 HJ-1B卫星 land surface temperature single-channel algorithm atmospheric radiative transfer model HJ-1B satellite
