[发明专利]一种II类水体水色遥感数据大气校正新方法

摘要

本发明公开了一种II类水体水色遥感数据大气校正新方法。本发明利用短波红外瑞利校正反射率不受悬浮物影响并存在波长的指数函数变化关系的特征（在清洁水体近红外和短波红外波段都存在此关系），利用短波红外外插的方法计算近红外波段的气溶胶反射，并以此为基础采用Wang和Gordon提出的大气校正方法逐步实现所有可见光波段的大气校正。本发明能够成功实现II类水体（浑浊水体）的大气校正，其在清洁水体区域上的校正结果与SeaDAS的结果一致，由此说明本发明的大气校正新方法是可靠的。

主权项

一种II类水体水色遥感数据大气校正新方法，其特征在于，包括以下步骤：a、将待研究的海洋II类水体的MODIS各波段卫星遥感数据进行瑞利散射校正，校正后的数据称为“瑞利校正反射率”；b、利用不受悬浮物影响的3个波段：1.240，1.640和2.130μm的瑞利校正反射率进行指数函数拟合，并以此指数拟合函数外推到近红外波段，此拟合曲线就是水体在无悬浮物情况下的近红外到短波红外的模拟瑞利校正反射率，拟合曲线上对应于悬浮物影响波段0.748μm和0.869μm的值，就是0.748μm和0.869μm波段无悬浮物影响的模拟瑞利校正反射率，其包括气溶胶辐射和离水辐射；c、比较步骤a瑞利校正反射率和步骤b的拟合曲线的拟合值，就可以知道MODIS数据受悬浮物影响的各个波段的“瑞利校正反射率”高于指数函数拟合曲线的部分则是由悬浮物贡献的反射率，由此得到用于大气校正的近红外波段不受悬浮物影响的水体模拟瑞利校正反射率ρef，其包括水体离水反射及气溶胶反射；d、根据Gordon和Wang，大气顶层反射率可以被分解为不同的反射贡献：ρt(λ)=ρr(λ)+ρa(λ)+t(λ)ρw(λ)    （1）在清洁水体上，离水反射为0，因此有ρa(λ)=ρt(λ)‑ρr(λ)。   （2）瑞利校正反射率ρc定义为：ρc(λ)=ρt(λ)‑ρr(λ)=ρa(λ)+t(λ)ρw(λ)，    （3）引入大气校正因子ε(λ7,λ8)：ε(λ7,λ8)≡ρa(λ7)/ρa(λ8)=ρc(λ7)/ρc(λ8)，    （4）用ρef替换ρc，因此公式(4)重写为：ε(λ7,λ8)≡ρef(λ7)/ρef(λ8)，    （5）Wang和Gordon发现ε(λi,λ8)和波长λ的关系可以用一个指数形式来表达：ε(λi,λ8)=exp[c(λi‑λ8)]。    （6）在一个小范围内及同一种气溶胶类型下，公式（6）中的c是一个常数，因此首先利用近红外波段0.748μm和0.869μm计算得到c，再按照这个指数外推的方法依次计算其他可见光波段的气溶胶反射率，最终可完成大气校正。