基于自然目标的海洋水色卫星定标研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:long060112
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水色遥感是海洋环境遥感监测的主要技术手段之一。对于任何海洋水色遥感器来说,监测其在轨期间遥感器定标系数变化是非常重要的,否则无法得到精确的定量产品。   本文以我国HY-1A卫星和HY-1B卫星遥感器为研究对象,开展了瑞利散射定标、反射率基法定标和交叉定标相结合的定标方法研究,对每种定标方法的误差来源及其对总误差的贡献进行了分析。具体包括以下内容:   (1)对基于大洋水体上空的瑞利散射定标方法进行研究,建立了有效利用近红外波段计算遥感器各通道气溶胶散射的方法;通过对(1998年-2007年)SeaWiFS数据叶绿素、离水辐亮度和气溶胶产品进行分析,选择了符合条件的7个海区实施大气瑞利散射定标,根据定标结果得到不同海区不同时间获得的定标系数一致性较好,CH1至CH6的定标系数标准差分布在0.9%到2.1%的范围内;因此瑞利散射定标是有效的非现场定标方法,具有较高的定标精度,其总误差在4.1%以内。   (2)以敦煌场作为辐射定标观测区域,利用基于非现场测量的反射率基法对遥感器的可见近红外波段进行在轨绝对辐射定标。研究表明敦煌定标场区具有长期稳定的地表特性和典型的沙尘型气溶胶类型。本研究对HY-1A卫星在2002年至2003年间进行了23次定标,结果表明COCTS和CCD两个遥感器存在比较一致的稳定的性能衰变。误差分析表明反射率基法定标的总误差为5.2%,基本上可以满足海洋卫星的绝对定标精度应优于7.0%的要求。   (3)利用MERIS数据对HY-1卫星进行了交叉定标,主要进行了基于总辐亮度的定标方法研究,确定南海海域作为与MERIS进行交叉定标的观测区域。选择2010年12月的两轨数据用于交叉定标,结果表明全部8个短波通道,两次定标偏差在1.6%和14.3%以内。与瑞利散射定标系数比较非常接近,对各波段来说,相对偏差分布在1.0%到3.2%之间。对交叉定标前后的COCTS数据反演产品进行比较,并与MERIS比对,结果表明交叉标定后的COCTS数据显著改善,接近MERIS产品值。综合考虑各种误差源作用,确定交叉定标方法的总误差为3.7%。   本论文所研究的定标方法已作为主要模块纳入业务化软件“海洋一号卫星辐射校正与真实性检验软件”中,已为海洋水色卫星提供高精度多频次的定标结果,并为后续的HY-1系列卫星的定标工作提供了理论基础、技术规范和应用经验。
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