一种多角度偏振水色遥感器卫星大气校正方法技术

本发明专利技术提供了一种多角度偏振水色遥感器卫星大气校正方法。本发明专利技术提供的大气校正方法利用矢量辐射传输模型构建了针对中低浑浊度水体下的离水辐射线偏振分量的大气漫射透过率索引查找表，在校正过程中针对离水辐射偏振分量进行了准确的校正，最终根据离水辐射线偏振分量精确获得水体悬浮颗粒物浓度以及气溶胶光学厚度、浓度和粒径谱分布。通过本发明专利技术提供的大气校正方法，能够使卫星遥感探测的图像质量更高，探测结果更加准确。探测结果更加准确。探测结果更加准确。

【技术实现步骤摘要】
一种多角度偏振水色遥感器卫星大气校正方法


[0001]本专利技术属于遥感图像处理领域，具体涉及一种多角度偏振水色遥感器卫星大气校正方法。

技术介绍

[0002]大气是影响水色遥感定量分析与应用的重要因素，在大气顶所接收到的辐射强度信息中，大气信号占据90%左右，因此消除大气效应是决定水色遥感分析精度的重要前提。偏振图像的大气校正，对于获取水体真实的偏振信息有着重要的意义。
[0003]H.Xianqiang等人在The atmospheric correction algorithm for HY
‑
1A/COCTS, SPIE Remote Sensing (SPIE, 2005), Vol. 5977一文叙述了我国 HY
‑
1A/COCTS海洋遥感卫星所采用的大气校正方法，该方法的主要的缺陷在于仅考虑了离水辐射强度分量的大气校正过程，没有考虑离水辐射偏振分量在大气中传输时所对应的大气漫射透过率，然而离水辐射偏振分量对于充分利用离水辐射信息探究水体组分以及海况情况非常重要，如果针对其的大气校正过程不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多角度偏振水色遥感器卫星大气校正方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：利用辐射传输模型，模拟计算海水的光学特性为全吸收性水体时的海面之上的线偏振分量S
1,0+
以及大气顶处的线偏振分量S
1,TOA
；S2：利用辐射传输模型，模拟计算不同的影响因子取值条件下的水面之上的线偏振分量S
2,0+
，及大气顶处的线偏振分量S
2,TOA
；S3：根据步骤S1、S2的模拟计算结果，按照公式（1）计算得到不同的影响因子取值状态下离水辐射线偏振分量的大气漫射透过率T
S
，从而构建由不同的影响因子取值状态以及相应的离水辐射线偏振分量的大气漫射透过率T
S
构建形成的索引查找表；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（1）S4：应用上述索引查找表对多角度偏振水色遥感器采集的遥感数据进行大气校正。2.根据权利要求1所述的一种多角度偏振水色遥感器卫星大气校正方法，其特征在于，所述影响因子包括气溶胶模式、气溶胶光学厚度、太阳
‑
遥感器观测几何和模拟波长中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种多角度偏振水色遥感器卫星大气校正方法，其特征在于，所述应用上述索引查找表对多角度偏振水色遥感器采集的遥感数据进行大气校正，至少包括以下步骤：S41：导入多角度偏振水色遥感器采集的多个波段的Stokes矢量辐射强度，扣除水面白沫反射辐亮度，并进行臭氧双层吸收修正，得到经修正的Stokes矢量辐射强度L
′
t
(λ)，其中λ表示模拟波长；S42：利用辐射传输模型，得到Rayleigh散射辐亮度L
r
(λ)；S43：计算大气程辐射辐亮度L
path
(λ)；S44：确定所述影响因子的取值，根据所述索引查找表确定对应的离水辐射线偏振分量的大气漫射透过率T
S
，获得水面之上的归一化离水辐射强度的线偏振分量。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的一种多角度偏振水色遥感器卫星大气校正方法，其特征在于，所述辐射传输模型选自OSOAA辐射传输模型、PCOART辐射传输模型或MOMO辐射传输模型。5.根据权利要求3所述的一种多角度偏振水色遥感器卫星大气校正方法，其特征在于，所述步骤S41中的水面白沫反射辐亮度通过公式（2）确定：
ꢀꢀ
（2）其中，t
Iv
(λ)L
wc
(λ)为水面白沫反射辐亮度，L
wc
(λ)为水面白沫反射在水面之上所对应的辐亮度，c(λ)为水体吸收修正系数，R
wc
(λ)为白沫反射率，F0(λ)为大气顶太阳辐照度，θ0为太阳天顶角，θ
v
为遥感器观测天顶角，t
Iv
(λ)为Stokes矢量辐射强度的I分量从水面到遥感器的大气漫射透过率，t
Is
(λ)为I分量从大气顶到水面的大气漫射透过率；其中，白沫反射率R
wc
(λ)由公式（3）计算得到：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（3）式中，W为水面10 m高处的风速，单位为m/s；t
Iv
(λ)和t
Is
(λ)由公式（4）计算得到：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（4）式中，τ
oz
(λ)为表示臭氧吸收光学厚度，τ
r
(λ)为Rayleigh散射光学厚度。6.根据权利要求5所述的一种多角度偏振水色遥感器卫星大气校正方法，其特征在于，所述步骤S41中的臭氧双层吸收修正通过公式（5）进行修正：
ꢀꢀ
（5）式中，L
t
(λ)表示多角度偏振水色遥感器采集的多个波段的Stokes矢量辐射强度，L
′
t
(λ)表示经修正的Stokes矢量辐射强度。7.根据权利要求6所述的一种多角度偏振水色遥感器卫星大气校正方法，其特征在于，所述步骤S42中通过以下方法得到Rayleigh散射辐亮度L
r
(λ)：利用预先生成的Rayleigh散射查找表，根据当前像元的海面风速W、太阳天顶角θ0、遥感器观测天顶角θ
v
和太阳
‑
传感器观测相对方位角φ，插值并进行气压修正，得到相应的Rayleigh散射辐亮度L
r
(λ)。8.根据权利要求7所述的一种多角度偏振水色遥感器卫星大气校正方法，其特征在于，所述步骤S43中通过以下方法计算得到大气程辐射辐亮度L
path
(λ)：预设近红外两个波段λ
nir1
和λ
nir2
的离水辐亮度为0，其中λ
nir1
小于λ
nir2
，则此两波段的大气程辐射辐亮度和Rayleigh散射辐亮度的比值为：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘天峰，何贤强，龚芳，李腾，王迪峰，张翾，
申请(专利权)人：自然资源部第二海洋研究所，
类型：发明
国别省市：