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地表反照率是重要的地球辐射能量平衡参数,也是重要气候变量(ECVs)中监测全球气候变化的变量之一。由于地表反射率具有方向性,地表反照率的估算通常由地表二向反射分布函数(bidirectional reflectance distribution function,BRDF)通过在观测和太阳方向的半球积分获得。其中地表BRDF/反照率产品主要算法多发展自核驱动模型,该模型利用大气校正后的多波段多角度地表反射率来提取BRDF参数,进而估算地表反照率。多角度多波段核驱动模型(Angular&Spectral Kernel,ASK模型)在传统单波段核驱动模型的基础上,将组分波谱作为先验知识放入核函数中,从而可充分利用累积的多角度观测及多光谱信息,实现多传感器多波段联合反演BRDF的可能。然而,ASK模型中引入了土壤和叶片组分波谱参数,由于难以获得组分波谱信息,现有模型难以直接生成全球BRDF/反照率产品。本研究基于ASK模型,引入土壤和叶片组分波谱比值修正了ASK模型,基于组分波谱知识的参数化方法,提高ASK模型的应用能力。针对组分波谱的参数化方案,本论文在调研国内外各研究机构已建成地物波谱数据库基础上,收集了全球尺度下的土壤与叶片组分波谱。通过总结国内外主要地物波谱数据及其在各专业领域的应用方式,分析比较现有的国内外波谱数据库平台的特点,采用了全球土壤波谱数据库、LOPEX和ANGERS叶片光学特性波谱库以及国内的GOSPEL波谱库。考虑到地表覆盖类型与光谱差异,将28种土纲、4种叶片的组合归纳为112类,以MODIS为例分析参数在不同波段的取值特征与整体趋势。将参数化后的ASK模型反演BRF与PROSAIL模型模拟的BRF比较发现,改进的ASK模型反演精度较好,仅比直接输入真实的组分波谱参数的均方分误差高0.007。表明土壤和叶片组分波谱比值参数具有较高的精度,具有能刻画组分波谱特性的能力。通过向参数化过程中加入随机噪声,反演结果表示参数值在每个波段的波动范围应控制在8%以内。与地面实测数据对比的验证结果发现,BRF与宽波段反照率分别与地面实测数据都保持较高的一致性,反照率验证的均方根误差RMSE均低于0.02。本论文提出的土壤和叶片组分波谱比值修正ASK模型以及其基于组分波谱知识的参数化方法,提高了ASK模型的应用能力,有利于推进ASK模型进行全球BRDF/反照率生产。