地基太阳光谱辐照度计的余弦误差影响及其校正方法

针对自研的太阳光谱辐照度计入射光学系统的结构特征,分析了引入余弦误差的因素,研究了直、漫射辐照度以及漫射-总辐射比的余弦校正方法,开展了实验室余弦响应特性测量和多种仪器的敦煌外场比对试验.结果显示,余弦误差与积分球入口黑色阳极化内壁及结构有关,在入射角为60°时,440nm、500nm、670nm和870nm波段太阳光谱辐照度计的余弦误差为4.3%～9.1%;由太阳光谱辐照度计获取的直射辐照度反演得到的大气光学厚度受到余弦误差的严重影响,余弦校正前后与CE318太阳光度计反演结果相比,偏差分别为0.11～0.13和小于0.012;基于天空辐亮度各向同性分布假设,余弦校正后四个波段漫射辐照度数值提升6.8%～10%.基于天空辐亮度分布数据,提出了一种漫射辐照度的精确校正方法,仿真结果显示,余弦校正后的漫射辐照度与理论数据一致,初步验证了该方法的可行性.

基于多灰阶靶标的在轨辐射定标方法研究

辐射定标是光学遥感信息定量化的关键技术之一。随着高分辨光学遥感器定量化应用的发展,在轨绝对辐射定标精度的要求也越来越高。提出了一种基于多灰阶靶标的在轨定标方法,采用实际测量的漫射辐照度与总辐照度比来代替辐射传输计算的气溶胶散射,同时布设高反射率靶标以提高辐射定标精度。初步试验结果表明,基于多灰阶靶标的高分辨率光学卫星传感器在轨绝对辐射定标方法,对假定的理论模型依赖较少,能够实现全动态范围的高精度定标,不确定度优于4%,而且满足复杂环境条件的应用要求。

植被二向性反射统一模型

植被二向性反射模型是植被定量遥感的基础.植被反射率可以且必须表达成一次散射贡献项ρ~1与多次散射贡献项ρ~m之和,两者在2π空间中的行为特征不同,只有这样才能正确阐明太阳直射与天空漫射对ρ~1与ρ~m的不同贡献.在对现有模型分析的基础上,本文取长补短给出了适用于不同入射光条件和植被类型的ρ~1与ρ~m解析表达.首先,基于几何光学原理,把立足点由树冠移至植被元素,ρ~1的非各向同性特征可以归因为太阳-目标-传感器三者间的几何关系、多尺度群聚叠加和太阳直射与天空散射对目标辐照度之比三个方面.视不同植被类型为多尺度群聚叠加的结果,以泊松分布为基础,本文重新给定了四分量面积比例的求取方法,使之适用于各种植被类型,进而获得ρ~1的近似解析表达式.假定G=0.5,借助"再碰撞概率"理论,考虑了冠层内部、冠层与土壤间的多次散射过程,本文也获得了不同天空散射光条件下ρ~m的近似解析式,并揭示了ρ~m的形成原理.利用玉米冠层BRDF数据及加拿大黑杉林BRDF数据对模型的可靠性进行了初步验证,结果表明统一模型可行.