【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于遥感图像处理，特别是涉及一种气溶胶层高及光学厚度反演方法、装置、设备及介质。
技术介绍
1、在可见至短波红外波段的卫星对地成像遥感中，大气散射和大气-地表的多次耦合散射对遥感图像产生模糊作用，降低了遥感图像的清晰度，并使得所探测的大气层顶的表观反射率偏离于真实的地表反射率，因此使用卫星遥感平台采集地表的原始图像后，通常需要对原始图像进行大气校正以得到更准确的图像内容，获取气溶胶的层高分布，即垂直分布，对于大气校正研究具有重要意义。
2、为了测量气溶胶的层高分布，自2006年搭载在calipso平台上的云-气溶胶偏振激光雷达(caliop)开始提供数据以来，在气溶胶层高测量方面已经有了大量的研究。利用高光谱分辨率激光雷达(lidar)测量的主动遥感技术可以精确测量气溶胶的垂直分布，但存在幅宽和重访周期的限制。到目前为止，被动卫星仍无法提供与lidar一样精度的反演气溶胶垂直分布数据，但在空间范围和重访周期方面，其数据是lidar气溶胶层高度反演必不可少的补充。
3、被动卫星提供的o2a波段(0.764μm)和o2b波段(0.688μm)测量具有不受热辐射影响的优势，其已经被证明在气溶胶光学厚度较大的情况下反演气溶胶层高具有很大的价值。利用氧吸收光谱反演气溶胶垂直分布的算法可分为两类。第一类直接应用氧吸收波段视反射率随气溶胶散射层上升而增加的原理。这类算法根据吸收带内外通道的反射率比推导气溶胶高度。然而，这种方法只能产生单一的气溶胶高度信息。第二类方法，作用于光谱拟合技术的卫星，观测仪器通常具有
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种气溶胶层高及光学厚度反演方法、装置、设备及介质，基于被动多光谱卫星数据采用最优估算技术及辐射传输模型实现对气溶胶层高及气溶胶光学厚度的快速精确反演，解决了现有技术高度依赖地表反射率的先验假设以及大气校正的目标下难以获得准确的气溶胶层高及气溶胶光学厚度结果的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术提供一种气溶胶层高及光学厚度反演方法，其包括：
4、获取观测区域的大气廓线类型、气溶胶微物理和单次散射特征、观测几何信息、观测经纬度信息、第一观测波段组合的偏振反射率测量值及第二观测波段组合的反射率测量值；
5、根据所述大气廓线类型、气溶胶微物理和单次散射特征、观测几何信息、观测经纬度信息及第一观测波段组合的偏振反射率测量值，以获得先验气溶胶层高、先验气溶胶光学厚度及先验地表反射率；
6、根据所述先验气溶胶层高、先验气溶胶光学厚度及先验地表反射率，以获得气溶胶反演查找表；
7、根据所述第二观测波段组合的反射率测量值及所述气溶胶反演查找表，以获得反演气溶胶层高及反演气溶胶光学厚度。
8、在本专利技术的一个实施例中，所述第一观测波段组合包括受气溶胶和大气分子影响较大的观测波段以及受气溶胶和大气分子影响较小的观测波段，所述第二观测波段包括688nm和680nm、764nm和780nm。
9、在本专利技术的一个实施例中，所述获取观测区域的大气廓线类型、气溶胶微物理和单次散射特征、观测几何信息、观测经纬度信息、第一观测波段组合的偏振反射率测量值及第二观测波段组合的反射率测量值，包括：
10、根据被动多光谱卫星遥感平台的观测区域及观测时间，确定大气廓线类型及气溶胶微物理和单次散射特征；
11、获取所述被动多光谱卫星遥感平台搭载的定位定姿系统采集的观测几何信息及观测经纬度信息；
12、获取所述被动多光谱卫星遥感平台搭载的大气校正仪采集的第一观测波段组合的偏振反射率测量值及第二观测波段组合的反射率测量值。
13、在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述大气廓线类型、气溶胶微物理和单次散射特征、观测几何信息、观测经纬度信息及第一观测波段组合的偏振反射率测量值，以获得先验气溶胶层高、先验气溶胶光学厚度及先验地表反射率，包括：
14、根据所述大气廓线类型、气溶胶微物理和单次散射特征、观测几何信息、观测经纬度信息及第一观测波段组合的偏振反射率测量值，利用grasp程序获得所述先验气溶胶层高、先验气溶胶光学厚度及先验地表反射率。
15、在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述先验气溶胶层高、先验气溶胶光学厚度及先验地表反射率，以获得气溶胶反演查找表，包括：
16、根据所述先验气溶胶层高、先验气溶胶光学厚度及先验地表反射率，利用大气辐射传输模型获得所述观测区域对应于所述第一观测波段组合中所有观测波段的表观反射率理论值；
17、根据所述先验气溶胶层高、先验气溶胶光学厚度、先验地表反射率及所述表观反射率理论值，建立气溶胶反演查找表。
18、在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述先验气溶胶层高、先验气溶胶光学厚度、先验地表反射率及所述表观反射率理论值，建立气溶胶反演查找表，包括：
19、构建一个m×n的二维表格，横行代表气溶胶层高，纵行代表气溶胶光学厚度，将对应的表观反射率理论值填入所述二维表格内，以获得所述气溶胶反演查找表，其中，每一个格点代表气溶胶层高、气溶胶光学厚度及表观反射率的映射关系。
20、在本专利技术的一个实施例中，所述根据所述第二观测波段组合的反射率测量值及所述气溶胶反演查找表，以获得反演气溶胶层高及反演气溶胶光学厚度，包括：
21、根据所述第二观测波段组合的反射率测量值，以获得所述第二观测波段组合的表观反射率；
22、将所述第二观测波段组合的表观反射率与所述气溶胶反演查找表进行对比校验，并通过对所述气溶胶反演查找表进行插值及拟合，以获得所述反演气溶胶层高及反演气溶胶光学厚度。
23、基于同一专利技术构思，本专利技术另一实施例还提供了一种气溶胶层高及光学厚度反演装置，所述装置包括：
24、数据获取模块，用于获取观测区域的大气廓线类型、气溶胶微物理和单次散射特征、观测几何信息、观测经纬度信息、第一观测波段组合的偏振反射率测量值及第二观测波段组合的反射率测量值；
25、数据处理模块，用于根据所述大气廓线类型、气溶胶微物理和单次散射特征、观测几何信息、观测经纬度信息及第一观测波段组合的偏振反射率测量值，以获得先验气溶胶层高、先验气溶胶光学厚度及先验地表反射率，根据所述先验气溶胶层高、先验气溶胶光学厚度及先验地表反射率，以获得气溶胶反演查找表；
26、气本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种气溶胶层高及光学厚度反演方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的气溶胶层高及光学厚度反演方法，其特征在于，所述第一观测波段组合包括受气溶胶和大气分子影响较大的观测波段以及受气溶胶和大气分子影响较小的观测波段，所述第二观测波段包括688nm和680nm、764nm和780nm。
3.根据权利要求1所述的气溶胶层高及光学厚度反演方法，其特征在于，所述获取观测区域的大气廓线类型、气溶胶微物理和单次散射特征、观测几何信息、观测经纬度信息、第一观测波段组合的偏振反射率测量值及第二观测波段组合的反射率测量值，包括：
4.根据权利要求1所述的气溶胶层高及光学厚度反演方法，其特征在于，所述根据所述大气廓线类型、气溶胶微物理和单次散射特征、观测几何信息、观测经纬度信息及第一观测波段组合的偏振反射率测量值，以获得先验气溶胶层高、先验气溶胶光学厚度及先验地表反射率，包括：
5.根据权利要求1所述的气溶胶层高及光学厚度反演方法，其特征在于，所述根据所述先验气溶胶层高、先验气溶胶光学厚度及先验地表反射率，以获得气溶胶反演查找表，包括：>
6.根据权利要求5所述的气溶胶层高及光学厚度反演方法，其特征在于，所述根据所述先验气溶胶层高、先验气溶胶光学厚度、先验地表反射率及所述表观反射率理论值，建立气溶胶反演查找表，包括：
7.根据权利要求1所述的气溶胶层高及光学厚度反演方法，其特征在于，所述根据所述第二观测波段组合的反射率测量值及所述气溶胶反演查找表，以获得反演气溶胶层高及反演气溶胶光学厚度，包括：
8.一种气溶胶层高及光学厚度反演装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如权利要求1至7中任一项所述的气溶胶层高及光学厚度反演方法。
...【技术特征摘要】
1.一种气溶胶层高及光学厚度反演方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的气溶胶层高及光学厚度反演方法，其特征在于，所述第一观测波段组合包括受气溶胶和大气分子影响较大的观测波段以及受气溶胶和大气分子影响较小的观测波段，所述第二观测波段包括688nm和680nm、764nm和780nm。
3.根据权利要求1所述的气溶胶层高及光学厚度反演方法，其特征在于，所述获取观测区域的大气廓线类型、气溶胶微物理和单次散射特征、观测几何信息、观测经纬度信息、第一观测波段组合的偏振反射率测量值及第二观测波段组合的反射率测量值，包括：
4.根据权利要求1所述的气溶胶层高及光学厚度反演方法，其特征在于，所述根据所述大气廓线类型、气溶胶微物理和单次散射特征、观测几何信息、观测经纬度信息及第一观测波段组合的偏振反射率测量值，以获得先验气溶胶层高、先验气溶胶光学厚度及先验地表反射率，包括：
5.根据权利要求1所述的气...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟炳寰，刘斌，向光峰，裘桢炜，骆冬根，陈斐楠，
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：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。