【技术实现步骤摘要】
一种带有叶绿素荧光与气溶胶同步校正作用的大气CO2卫星遥感观测反演方法
本专利技术涉及卫星遥感
，具体来说是一种带有叶绿素荧光与气溶胶同步校正作用的大气CO2卫星遥感观测反演方法。
技术介绍
大气CO2高精度卫星遥感中，陆地植被叶绿素荧光是一种重要的误差源。植被在红光和近红外波长发射荧光信号填充O2吸收线、减小吸收线相对深度，在0.76umO2A光谱带内的光谱特征与大气散射相似，明显干扰散射相关参数的反演结果，影响CO2的反演精度。由于荧光强度微弱，且与大气散射光谱特征高度相似，因此荧光与气溶胶难解缠，其对大气CO2的影响也难准确校正。目前荧光的主要校正方法有三种：太阳弗朗禾费暗线法、基于O2吸收线的同步物理反演法，以及基于0.76um和1.6um双光谱带的参数化校正法。第一种方法要求大气无散射、具备真实反射率谱，对于卫星观测而言存在较大不确定性；第二种方法反演参数多且相关性强，对先验信息、反演求解算法等有严苛要求，难以实现；第三种方法对大气条件要求高，且单独采用0.76um光谱带同步反演叶绿素...
【技术保护点】
1.一种带有叶绿素荧光与气溶胶同步校正作用的大气CO
【技术特征摘要】
1.一种带有叶绿素荧光与气溶胶同步校正作用的大气CO2卫星遥感观测反演方法，其特征在于，包括以下步骤：
11)利用0.76μm光谱带反演叶绿素荧光与瑞利散射：预处理卫星0.76μm光谱带观测数据获得对数辐亮度光谱，通过计算的模拟光谱和雅克比矩阵，反演获得叶绿素荧光强度与瑞利散射参数；
12)2.06μm与0.76μm光谱带协同反演云与气溶胶：预处理卫星2.06μm光谱带观测数据获得归一化对数辐亮度光谱，应用0.76μm光谱带反演的瑞利散射参数值计算出模拟光谱和雅克比矩阵，反演获得云与气溶胶参数；
13)1.6μm、2.06μm与0.76μm三光谱带协同反演大气CO2：预处理卫星1.6μm光谱带观测数据获得对数辐亮度光谱，组合卫星1.6μm对数辐亮度光谱和2.06μm归一化对数辐亮度光谱为观测向量，应用0.76μm光谱带反演获得的瑞利散射参数值、2.06μm与0.76μm光谱带协同反演获得的云与气溶胶参数值计算出模拟光谱和雅克比矩阵，同步反演云与气溶胶以及大气CO2廓线，最终计算获得大气CO2值。
2.根据权利要求1所述的一种带有叶绿素荧光与气溶胶同步校正作用的大气CO2卫星遥感观测反演方法，其特征在于，所述的利用0.76μm光谱带反演叶绿素荧光与瑞利散射包括以下步骤：
21)获取卫星0.76μm光谱带观测数据，开展定标和对数化计算，获得对数辐亮度光谱，组成卫星观测向量y1；
22)获取卫星观测对应观测几何和环境参数，根据如下公式计算获得模拟向量F1：
式中S1是0.76μm光谱带太阳光谱，Fs是0.76μm光谱带内叶绿素荧光强度，是0.76μm光谱带参数化透过率，αR、ρR、hR、γR是瑞利散射参数，TR_up是瑞利散射层至大气层顶的透过率，TR_down和τR_down分别是地表至瑞利散射层的透过率和O2吸收光学厚度，Ψ是大气质量因子，θ和θ1分别是太阳天顶角和卫星观测角，p11和p12分别是波长一次项和常数项系数，C1、C2是常数项；
23)对叶绿素荧光强度Fs、瑞利散射参数αR、ρR、hR、γR及波长一次项和常数项系数p11、p12分别增加扰动量，将单个参数的原始值和扰动后的值输入步骤22)中计算获得对应的模拟向量，将两模拟向量相减，即获得叶绿素荧光强度Fs、瑞利散射参数αR、ρR、hR、γR及波长一次项和常数项系数p11、p12各自的雅克比，然后组合获得雅克比矩阵K1；
24)利用上述获得的观测向量y1、模拟向量F1、雅克比矩阵K1，开展如下迭代计算，反演获得叶绿素荧光强度值和瑞利散射参数值：
式中状态向量x1包括叶绿素荧光强度、瑞利散射参数及波长一次项和常数项系数，其下标i代表迭代次数，Sa1代表x1的先验协方差，Sε1代表y1的测量误差协方差。
3.根据权利要求1所述的一种带有叶绿素荧光与气溶胶同步校正作用的大气CO2卫星遥感观测反演方法，其特征在于，所述2.06μm与0.76μm光谱带协同反演云与气溶胶包括以下步骤：
31)获取卫星2.06μm光谱带观测数据，开展定标、对数化和归一化计算，获得归一化对数辐亮度光谱，组成卫星观测向量y2；
32)利用步骤24)获得的瑞利散射参数αR、ρR、hR、γR值，带入如下公式计算获得模拟向量F2：
F2＝-ln(S2·MT2.06)/max(-ln(S2·MT2.06)),
MT2.06＝αRTR_up+(1-αR)TR_upTR...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶函函，王先华，熊伟，施海亮，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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