超光谱红外垂直探测资料对宽水汽通道的相对定标方法研究

超光谱红外探测仪器（AIRS、IASI）具有极高的垂直探测精度、温度探测灵敏度和辐射定标精度。利用超光谱红外资料对其它遥感卫星红外通道进行相对定标和真值检验具有基准精确、经济高效等特点，现已成为国际遥感界关注的热点。对于水汽通道，尽管超光谱资料在光谱分布上能够完全覆盖宽水汽通道，但是，基于大气水汽垂直分布的特点，直接使用通道内全部超光谱资料进行积分匹配并不理想，具有信息冗余和信号重复等问题，需要利用主成分分析等方法对超光谱垂直探测资料进行模拟计算、分析研究，筛选出能够准确代表宽水汽通道探测信息的超光谱垂直探测通道集合。再进行两种探测资料的几何、时间匹配后，可对宽水汽通道进行辐射定标处理。主要研究工作包括：筛选和重构超光谱通道最优集合的方法研究、开发利用AIRS/IASI超光谱资料对风云二号气象卫星宽水汽通道进行相对定标的原型系统。

利用超光谱红外资料对其它遥感卫星红外通道进行相对定标和真值检验具有基准精确、经济高效等特点，现已成为国际遥感界相对定标的主要技术方法。对于水汽通道，基于大气水汽垂直分布的特点和水汽吸收的特性，直接使用通道内全部超光谱资料进行积分匹配也许会存在信息冗余等问题。本项目利用正演模拟和卫星实测数据来分析红外大气在水汽波段的吸收特性，发现直接利用全部超光谱数据进行计算将可能给定标结果带来约1-2K的偏差；另通过特征向量法和集合通道法利用IASI数据对HIRS水汽通道进行相对定标试验，利用IASI数据对FY2D水汽通道进行相对定标试验，发现定标精度没有明显改善，分析原因可能是信息冗余带来的偏差被淹没在仪器偏差、计算偏差中，目前还无法通过信息提取技术来分离这部分偏差，因此项目组认为利用超光谱全通道资料对宽水汽通道进行相对定标是可行的。