东亚海域海色卫星遥感算法的印证和研究

摘要

东亚海域大气和海洋状况复杂，各种因素，如陆源污染、煤烟气溶胶以及黄沙气溶胶对算法的运行结果均会产生难以预计程度不同的影响，进而影响海色产品在本区域特别是沿海区域的应用。
　　论文首先对目前现有的两种不同类型的海色遥感算法在东亚海域的适用性进行了印证和比较。算法之一为SeaWiFS标准算法(以下简称S03算法)，结合了相对独立的GW94大气校正算法思路以及迭代过程。算法之二为光谱优化算法（以下简称K09算法），基于海气全耦合模型与GSM水体生物光学模型。
　　为客观评价两种算法在东亚海域的适用性，结合区域卫星数据与多年现场观测数据（共33个站点），对两算法在不同水体的适用性、反演精度以及误差来源等进行了计算和分析。结果显示：就遥感反射率而言，在悬浮泥沙和黄色物质影响大的水域，K09算法反演结果较S03好，平均相对偏差为26-48.5％，随波长减小偏差增大；在相对清澈水域，S03算法在较短波段（490-412nm：25.9-45.1%）总体反演结果好于K09算法，但K09算法在长波段反演结果较好（510nm：29.2%，555nm：26%）；这一结论可以帮助我们在进一步计算水体参数时，可以尽量选择合适通道以减少误差传递。此外，进一步分析表明，当可见光波段遥感反射率反演结果均偏低时，偏差结果主要与悬浮泥沙含量或者吸收性气溶胶的存在有关；当反演结果均偏高时，则主要与黄色物质含量有关。最后，叶绿素a反演结果显示出S03算法反演结果总体较K09为好,再次体现了波段比算法的鲁棒性。
　　为了全面评价吸收性气溶胶对反射率的影响，我们还进行了初步的辐射传递模拟研究。根据不同的相对湿度、卫星几何角、反射特性，对不同气溶胶组合、不同吸收性气溶胶分布的辐射特性进行了模拟，研究了吸收性气溶胶对气溶胶反射率的影响，为解决吸收性气溶胶存在情况下的大气校正新算法探索可行路径。

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1 前言

1.1 海色与卫星海色遥感

1.2 海色卫星遥感反演模式的研究进展

1.3 生物-光学算法的进展

1.4 论文的思路与安排

2 大气与海水的光学性质

2.1 大气的光学性质

2.2海水的光学性质

3 海色遥感大气校正算法

3.1 大气辐射传递方程（RTE）及其解

3.2 SeaWiFS传感器通用算法(S03)

3.3 光谱优化算法(K09算法)

4 卫星数据与现场数据

4.1 SeaWiFS简介

4.2 卫星观测数据

4.3 中国东海水文特性

4.4 现场数据

5 东亚海域海色卫星遥感算法的印证和研究

5.1 现场数据与卫星数据的对比分析

5.2 讨论

5.3 本章小结

6.吸收性气溶胶的辐射传递特性模拟研究

7 总结与展望

参考文献

致谢

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