MISR和MODIS二向性反射数据产品的对比分析

利用4种地表类型共16个地面站点的MISR9个角度反射率数据产品和MODIS反射率数据产品(MOD09A1),对比两种传感器获取的地表方向反射观测数据和用BRDF模型参数产品计算的方向反射数据,分析了这两种BRDF模型参数的外推能力。研究结果表明:(1)MISR和MODIS BRDF模型参数数据产品都具有一定的对观测数据以外方向反射的外推能力,相比用MISR BRDF模型参数数据外推到相应MODIS观测角度方向反射的结果一致性较强。(2)采用两种BRDF模型参数推算的方向反射率与观测数据的接近程度有随观测天顶角的增大而减弱的趋势,在观测天顶角较小时一致性较好。(3)所用数据处理结果显示,MODIS BRDF模型参数数据产品在近垂直主平面方向反射率推算结果相比近主平面方向的推算结果更接近观测数据。

利用POLDER数据验证MODIS BRDF模型参数产品及Ross-Li模型

将MODIS BRDF模型参数产品(MCD43A1)模拟的近红外波段反射率与从POLDER-3/PARASOL BRDF全球数据集中筛选的9961个像元的BRDF观测数据进行对比,验证了MCD43A1所采用的RossThick-LiSparseR BRDF 模型(Ross-Li模型)拟合二向反射的能力。结果表明,Ross-Li模型总体上可以有效地模拟地物的二向反射,所有像元的近红外波段反射率模拟值与POLDER-3观测数据之间的R2达到0.943,RMSE为0.016,模拟反射率比POLDER-3数据总体偏低5.2%。但Ross-Li模型明显低估了热点反射率,热点模拟结果比POLDER-3数据平均偏低14%,模拟值的R2为0.824,RMSE为0.07。热点反射率模拟误差与地表覆盖类型有关,针叶林热点反射率模拟值偏低最严重,其次是阔叶林、草地与农田,灌木与裸地热点反射率模拟值偏低相对较小。通过修正Ross-Li模型中的体散射核,可以明显改善热点反射率的模拟效果(R2=0.839,RMSE=0.043)。Ross-Li模型对天底、暗点等特征方向反射率的模拟较为准确。Ross-Li模型的模拟精度随太阳天顶角和观测天顶角的增大而降低。对于农田与草地而言,Ross-Li模型的模拟精度随NDVI的增加而降低;但在森林与灌木覆盖条件下,当NDVI约为0.5时,Ross-Li模型的模拟效果最差。