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瞿瑛:《Remote Sensing of Environment》基于MODIS数据的北极海冰倒映率遥感预算方式研讨

公布工夫:2017-09-01 16:21 点击数:

地表倒映率是一个普遍使用于辐射与能量均衡研讨的主要地表特性参量,决议着地球表层与大气之间辐射能量的分派历程。比年来,在环球天气变暖的影响下,北极海冰倒映率正在发作着明显转变,因而基于卫星遥感观察数据对北极海冰倒映率举行监测具有主要的研讨意义。然则现在绝大少数地表倒映率产物仅笼罩海洋外面地区,而短少包罗极地海冰和陆地笼罩地区的倒映率产物,仅有的几种产物也通常疏忽海冰反射的各向异性,空间和工夫辨别率也绝对较低。

本文提出了一种基于MODIS传感器数据的海冰倒映坦白接反演算法,可以用于天生永劫间序列、较高工夫和空间辨别率的北极海冰倒映率数据集。传统的地表倒映率遥感预算方式,通常需求假定地表反射特征在一个工夫窗口(如16天)内坚持稳定,然则该假定在降雪/融雪、海冰冻融、丛林砍伐和火警发作时并不可立。本文提出的间接反演算法战胜了该假定的限定,完成了仅基于单角度的遥感观察数据间接预算地表倒映率,因而可以使用于高工夫辨别率地表倒映率数据集的天生。该方式的全体思绪是基于BRDF数据库天生训练数据集,确立大气层顶遥感观察的反射率和海冰倒映率之间的回归干系(图1)。此中本文接纳的BRDF数据库是基于POLDER BRDF数据集、ART和TCOWA模子模仿效果夹杂天生的。

 

图1 海冰倒映坦白接反演系数查找表天生流程图

     接纳本文提出的间接反演算法预算的北极海冰倒映率如图2所示,该方式可以取得相比于CLARA等倒映率数据集更高工夫和空间辨别率的海冰倒映率产物(如图3所示)。将该算法的预算效果与2007年Tara 极地陆地探险中空中观察数据对照,可以发明该方式的 R2 为 0.67,均方根偏差为0.068。验证效果解释该方式实用于对北极区域海冰倒映率举行遥感监测,不只可以基于先验BRDF 知识库校正海冰反射的各向异性,而且可以天生永劫间序列、具有较高时空辨别率的北极海冰倒映率产物。该方式曾经被使用于GLASS第二期环球地表倒映率数据集的天生中,将为环球天气转变和地表辐射与能量均衡研讨提供高质量的数据集。

 

图2 北极海冰倒映率(白空倒映率,2007年166-170天均值)

 

图3北极海冰倒映率产物地区比照图

(a) 和 (b)为本文算法预算获得的倒映率 (1 km), (c) 和 (d) 为CLARA 倒映率产物 (25 km);(a) 和 (c)为 Banks, Prince Patrick和Melville群岛四周海疆; (b) 和 (d) 为Kara海四周海疆

 

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