[发明专利]一种定量模拟卫星观测热辐射中邻近效应大小的方法

权利要求书

1.一种定量模拟卫星观测热辐射中邻近效应大小的方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1：获取由邻近像元出发，在不同高度的传感器瞬时视场内发生一次散射后被该传感器接收到的辐射L₁，具体步骤如下：

步骤101：利用Beer-Lambert定律，

计算由邻近像元A_i，j发出的热辐射到达位于h高度处的传感器瞬时视场(instantaneous field-of-view,IFOV)后，在IFOV内通过大气时被散射出的热辐射

其中，R_i,j为邻近像元A_i，j发出的热辐射，由邻近像元A_i，j的发射率ε_i,j与温度T_i,j共同决定，C_h为传感器IFOV内发生散射的位置，为A_i，j到C_h路径的大气光学厚度，为高度h处大气的气溶胶散射光学厚度；

步骤102：利用气溶胶散射相函数计算给定热辐射在C_h处发生散射后，传感器观测方向上散射辐射所占的比例ψ1，公式2：

其中，P为气溶胶散射相函数，是描述光在发生散射之后在各个散射方向上能量分布的函数，λ为波长，T为目标像元位置，θ为向量与向量之间的夹角，为邻近像元A_i，j向散射位置C_h所张开的立体角；

步骤103：再次利用Beer-Lambert定律，

计算由邻近像元A_i，j发出的热辐射R_i,j，到达C_h处后被散射到传感器方向并被传感器接收的热辐射其中，O为传感器位置，为C_h到O路径的大气光学厚度；

步骤104：在大气垂直方向上与所有邻近像元上都进行积分，计算所有的从邻近像元出发，在不同高度的传感器IFOV内发生一次散射后被传感器接收到的辐射L₁，公式4：

其中，i、j代表不同的邻近像元，为大气层底大气的气溶胶散射光学厚度；

步骤2：获取由邻近像元出发，被大气向下散射到目标像元，再被目标像元反射，进而被传感器接收到的辐射L₂，具体步骤如下：

步骤201：利用步骤1中的公式1–公式4的有关计算结果，获取给定大气模式下的大气点扩散函数g_i,j，公式5：

其中，

公式中的符号含义与公式1–公式4相同，代表在计算邻近像元A_i，j造成的邻近效应影响时用到的权重系数，g_i,j是对的归一化处理，代表每个邻近像元的贡献在总邻近效应影响中所占的归一化权重；

步骤202：利用大气点扩散函数g_i,j，计算地面背景场的等效发射率ε_bck与等效亮温T_bck，公式7、公式8：

其中，ε_i,j与T_i,j分别为邻近像元A_i，j的地表发射率与地表温度；

步骤203：引入大气层底半球反照率S，计算由邻近像元出发，被大气向下散射到目标像元，再被目标像元反射，进而被传感器接收到的辐射L₂，公式9：

其中，τ为大气直接透过率，ε为目标像元的地表发射率，B为普朗克函数；

步骤3：根据步骤1、步骤2中的结果，计算由邻近效应影响造成的辐射；根据公式10计算由邻近效应影响造成的辐射L_adj，公式10：

L_adj＝L₁+L₂ (10)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中的气溶胶散射相函数P用Henyey-Greenstein函数近似表示。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中的气溶胶散射相函数P从实测数据库中提取，实测数据库为F.X.Kneizys等1983年基于Mie散射理论所建的不同类型气溶胶在0.2-40μm波长范围内的散射相函数库。