内陆水体多角度高光谱图像大气校正研究

大气校正是内陆水体水质卫星遥感监测的关键环节，由于内陆水体光学特性复杂多变及水体上空气溶胶的复杂特性，内陆水体遥感图像大气校正一直是水色遥感的难题。针对这一问题，本项目基于多角度遥感在探测气溶胶性质方面的优势，提出利用多角度遥感辐射信号的角度分布特征来估算气溶胶类型的思路，以降低大气校正过程中气溶胶的估算误差，从而提高大气校正精度。主要研究内容包括：分析水体光学辐射传输和大气辐射传输过程，耦合水体和大气辐射传输模型；分析多角度遥感信息对气溶胶类型的敏感性，建立程辐射多角度分布与气溶胶类型的对应关系；在此基础上，发展基于光谱匹配的大气校正方法，并通过野外同步试验检验算法精度。通过本项目研究，建立一种精度较高、适用性较强的内陆水体多角度高光谱图像的大气校正方法，为提高内陆水体水质遥感监测精度奠定基础。

由于内陆水体光学特性复杂多变及水体上空气溶胶的复杂特性，内陆水体遥感图像大气校正一直是水色遥感的难题。针对这一问题，本项目基于多角度遥感在探测气溶胶性质方面的优势，提出了利用多角度高光谱数据反演气溶胶多次散射的思路，大大降低了单角度数据在确定气溶胶类型和大气散射的不确定性，提高离水辐射反演精度。本项目围绕各项研究内容，开展算法研究、组织试验和验证工作，主要取得研究成果包括：.1）系统总结了国内外关于二类遥感图像水体大气校正算法，相应内容已经编撰到出版的《内陆水体高光谱遥感》一书中。.2）改进6SV1程序，实现水色大气辐射传输计算。在分析逐次散射算法(Successive Orders of Scattering, SOS)原理基础上，改进6SV1源代码中多次散射计算过程，能够计算任意方向的上行和下行天空光辐亮度。.3）建立气溶胶多次散射的波段模型。通过大气辐射传输模型模拟，建立独立于气溶胶光学厚度的气溶胶多次散射波段比值模型，奠定了内陆水体多角度高光谱大气校正的基础。.4）提出了耦合水体大气辐射传输和退耦合的多角度高光谱大气校正两种大气校正思路。通过对比准同步验证，两种思路都能够得到较为理想的结果。退耦合的多角度大气校正方法能够直接气溶胶各个波段的多次散射项，具有更好的适用性和推广价值。