1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所，安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学，安徽 合肥 230026
为满足海洋水色卫星遥感器在轨定标与真实性检验需求，研制了一套三通道同色散光路、同系统定标、同步观测的水体表观光学特性测量系统（WAOPAS）。WAOPAS的光谱范围覆盖350~900 nm，光谱分辨率优于3 nm，具备自动调节观测几何、自动增益积分时间、数据远程传输和自动预处理功能，可实现全天候无人值守观测。3台传感器采用相同的色散采集单元设计，使WAOPAS具有相同的光谱范围和采样间隔，分辨率最大差异为0.26 nm，保证了光谱测量匹配性。海面辐亮度、天空辐亮度及海面入射辐照度的快速同步多次采集，最小化了天空光变化和海面波动对测量精度的影响。辐亮度与辐照度采用同一定标系统、近同步定标方案，遥感反射比测量不确定度同步降低了0.34%~0.83%（比例系数K=1）。开展了与国际主流测量仪器的户外比对试验，结果验证了所研制系统的测量可行性。
海洋光学 表面之上法 遥感反射比 传感器
齐鲁工业大学(山东省科学院), 山东省科学院海洋仪器仪表研究所, 山东 青岛 266000
水体的遥感反射比光谱(Rrs(λ))是海洋水色遥感反演海洋生物地球光学参数的关键, 其定义是离水辐亮度与恰好水面之上的向下辐照度之比。 海洋水色卫星传感器接收到的总信号中90%是大气的贡献, 海洋水体贡献的离水辐亮度不足10%, 因此对接收的信号进行大气校正获得高精度的水体遥感反射比信号是海洋光学遥感的关键技术之一。 基于大量高质量的现场高光谱遥感反射比数据的基础上建立的Rrs(λ)光谱数据的质量评价体系QA(quality assurance), 可以通过计算Rrs的得分情况(QA score)很好地识别出有问题或可能错误的Rrs(λ)光谱。 GOCI(geostationary ocean color imager)是搭载在全球第一颗对地静止卫星COMS(communication ocean and meteorological satellite)上的主要传感器, 由韩国海洋卫星中心(KOSC)发射, 其高观测频次(8景观测数据/天)使生物地球化学参数的日变化监测成为可能。 KOSC研发了GDPS (GOCI data processing system)软件专门用于GOCI数据处理, 包括大气校正。 到目前为止已为全球用户免费提供GDPS1.1, GDPS1.2, GDPS1.3, GDPS1.4, GDPS1.4.1, GDPS2.0六个版本。 应用QA Score评价体系对于GDPS1.2, GDPS1.3, GDPS1.4.1, GDPS2.0四个版本在黄海海域处理得到的GOCI遥感反射比光谱数据的质量进行了评比。 结果发现GDPS1.2的Rrs数据被视为无效的数据量明显大于GDPS1.3, GDPS1.4.1和GDPS2.0的处理结果; GDPS2.0的Rrs数据QA得分情况要差于GDPS1.2, GDPS1.3和GDPS1.4.1; GDPS1.3和GDPS1.4.1的数据处理结果基本相同, 这与GDPS1.4在GDPS1.3的基础上只进行了软件模块化优化处理且修复了一些小问题的结果相吻合。 基于该研究, 黄海海域使用GOCI Rrs数据时, 如果Rrs波段比是首要考虑因素(如反演叶绿素a浓度)且对有效数据数量要求不高, 可以使用GDPS1.2版本进行大气校正; 如果更关心的是某个波段Rrs值, 则使用GDPS2.0进行大气校正更合适。
海洋水色遥感 黄海 遥感反射比 Ocean color remote sensing GOCI GDPS Yellow Sea Remote-reflectance sensing GOCI GDPS 光谱学与光谱分析
2021, 41(7): 2233
利用在2012年9月13日到9月15日渤海辽东湾高浊度水体的现场观测的遥感反射比评估同期地球同步水色卫星(GOCI)遥感反射比，结果表明GOCI的Rrs（λ）与现场观测结果谱型一致，总体偏低。其中555 nm波段一致性最好，平均相对百分比偏差（RPD）达到5%，865、745、412 nm显著低估，412 nm的RPD达到约60%。412 nm的均方根误差（RMSE）是865 nm波段的近10倍，并且呈现基于波段的指数变化趋势。格林尼治标准时间(GMT) 416（当地时间1216）的对比效果优于其他时段的观测结果。评估结果表明GOCI对混浊水体较好的观测效果，同时还需要进一步完善其大气校正算法。
海洋光学 地球同步水色卫星 遥感反射比 辽东湾 真实性检验 光学学报
2014, 34(s1): s101005
利用南海北部PY30-1石油平台上的HyperSAS所测量的遥感反射比Rrs和CE318所测量的气溶胶光学厚度AOT，对中分辨率成像光谱辐射仪(MODIS)传感器(Agua and Terra)进行中国南海区域的卫星数据检验。对比了412、443、531、547 nm波段的遥感反射比和869 nm的气溶胶光学厚度。遥感反射比的比对结果表明， 现场观测值略高于卫星观测值，但两者的一致性较好，其中Terra卫星的443 nm波段，Aqua卫星412 nm和443 nm波段的遥感反射比平均相对偏差小于10%。大气气溶胶光学厚度的比对结果表明，现场观测值和卫星观测值有良好的一致性，其中Aqua卫星的对比结果优于Terra卫星，两者的平均相对偏差都小于10%，Aqua卫星对比结果的平均相对偏差为-0.181%， Terra卫星对比结果的平均相对偏差为8%。
遥感 海上固定平台 遥感反射比 大气气溶胶 中分辨率成像光谱辐射仪 检验 光学学报
2013, 33(s2): s201001
1 中国科学院海洋研究所海洋环流与波动重点实验室, 山东 青岛 266071
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 南京信息工程大学海洋科学学院, 江苏 南京 210044
根据黄东海及珠江口附近海域17个航次的实测水下光谱剖面数据，建立了基于水体遥感反射比光谱数据与490 nm波段水体漫衰减系数Kd的遥感反演算法。经实测数据检验，经验算法反演结果的平均相对误差为28.27%，均方根误差为0.35，相关系数为0.91；半分析算法反演结果的平均相对误差为31.53%，均方根误差为0.48，相关系数为0.83。通过采用实测数据对新算法和现有算法的比较，发现新建立的算法能取得更好的反演效果，新建立的模型中经验算法能取得比半分析算法更高的精度。考虑到半分析算法建立过程独立于实测的水体漫衰减数据，因此可以认为半分析算法比经验算法有更大的适用性。
海洋光学 反演算法 漫衰减系数 遥感反射比 半分析算法
1 国家环境保护卫星遥感重点实验室, 北京100101
2 遥感科学国家重点实验室, 中国科学院遥感应用研究所, 北京100101
3 中国科学院研究生院, 北京100049
水体大气校正问题是开展我国环境一号卫星水色遥感定量化应用的关键。 针对环境卫星CCD相机的特点, 以水气耦合的辐射传输模型构建大气校正参数查找表, 研究以地面气象数据辅助的逐像元水体大气校正方法, 实现水体离水反射率和遥感反射比的反演。 以现场测量数据和MODIS数据为参考进行水体大气校正效果验证, 研究发现CCD相机的反演结果在蓝、 绿波段的精度较高而红、 近红的反演结果系统偏大。 研究结果还表明气溶胶模型是影响水体大气校正精度的重要因素。
水体大气校正 环境一号卫星CCD相机 离水反射率 遥感反射比 Water atmospheric correction HJ-1 CCD camera Water leaving reflectance Remote sensing reflectance 光谱学与光谱分析
2011, 31(10): 2798
