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基于6S模式的高光谱遥感数据大气校正方法研究
摘要
大气校正是水色遥感的重点。水色遥感大气校正标准方法能有效消除清洁大洋水体遥感数据的大气效应,但对近岸混浊水体遥感数据却运行失效。目前近岸混浊水体遥感数据大多数常见大气校正方法的校正精度都依赖于水体或者气溶胶经验模型,不能够直接用于其它区域。对此,本文针对珠江口混浊水体高光谱遥感数据提出了一种实用大气校正方法。
首先在6SV基础上建立大气校正查找表。珠江口气溶胶一般受到城市气溶胶、清洁海域气溶胶和清洁大陆气溶胶的综合影响,可用这三种气溶胶类型按照一定体积百分比混合而成。在观测几何、臭氧含量和海面风矢量已知的条件下,可通过6SV二次开发建立Hyperion水汽-气溶胶耦合模型查找表,该查找表输入为Hyperion波段序号、水汽含量、清洁海域气溶胶体积百分比、清洁大陆气溶胶体积百分比、相对湿度和气溶胶光学厚度,输出为大气表观反射率、大气程辐射率、大气分子吸收透过率、大气下行散射透过率、大气上行散射透过率和大气球面反照率。
基于以上查找表,本文提出了一种联合多个短波红外波段的大气校正优化方法。该方法引入小生境遗传算法,能同时搜索到几个主要的优化解(模糊解)。目前对大气校正优化方法多解问题,大多数科学家直接选择第一模糊解(全局最优解)进行校正,也有科学家对每个模糊解校正值进行平均处理。本文基于离水辐射率空间连续分布特性,提出中数滤波模糊去除方法,从几个模糊解中选出与滤波窗口内离水辐射率校正值曲线最接近的一个模糊解作为真实解。
珠江口Hyperion数据的大气校正实验表明中数滤波模糊去除方法能够有效去除模糊解,离水辐射率校正值在空间较连续,在精度上优于其它两个方法。另外,通过与采样点实测值比较发现,本文大气校正方法的校正精度优于韦钧提出的近红外波段比值校正方法,而且校正值比当天MODIS校正值更接近于真实值。因此,本文大气校正方法能有效地对近岸混浊水体高光谱遥感数据进行大气校正,校正精度较高。
关键词:大气校正;Hyperion;珠江口
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