基于全球定標(biāo)場網(wǎng)的衛(wèi)星遙感器長時間序列定標(biāo)方法研究.pdf

1、輻射定標(biāo)是遙感信息定量化的前提和基礎(chǔ)，其定標(biāo)精度直接決定了定量遙感產(chǎn)品的質(zhì)量。目前，我國衛(wèi)星遙感器每年一次的業(yè)務(wù)化定標(biāo)頻次已不能滿足遙感定量化應(yīng)用的需求，高頻次高精度的在軌絕對輻射定標(biāo)已成為我國衛(wèi)星遙感器迫切需要解決的問題。本文在調(diào)研了國內(nèi)外各種在軌輻射定標(biāo)方法的基礎(chǔ)上，提出了一種基于全球定標(biāo)場網(wǎng)的在軌絕對輻射定標(biāo)方法，通過建立全球定標(biāo)場網(wǎng)，增加衛(wèi)星過頂次數(shù)，提高在軌輻射定標(biāo)頻次。
　　論文介紹了全球定標(biāo)場網(wǎng)定標(biāo)方法的總體方案和基

2、本流程。根據(jù)傳統(tǒng)場地替代定標(biāo)對輻射定標(biāo)場地要求，以及全球定標(biāo)場網(wǎng)的應(yīng)用需求，提出了全球定標(biāo)場網(wǎng)輻射定標(biāo)場的篩選準(zhǔn)則。通過調(diào)研全球已使用的定標(biāo)場和自動化搜索定標(biāo)場，收集了覆蓋全球范圍的131個定標(biāo)場，構(gòu)建了全球定標(biāo)場網(wǎng)。同時對定標(biāo)場的空間均勻性、時間穩(wěn)定性、光譜形狀、地表方向性和大氣特性進(jìn)行了分析。在構(gòu)建全球定標(biāo)場網(wǎng)的基礎(chǔ)上，建立全球定標(biāo)場網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，用于存儲各定標(biāo)場在軌絕對輻射定標(biāo)所需的地表和大氣參數(shù)。調(diào)研并篩選國內(nèi)外可用的空基和地基業(yè)務(wù)

3、化觀測產(chǎn)品，為基于全球定標(biāo)場網(wǎng)數(shù)據(jù)庫提供定標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并根據(jù)各數(shù)據(jù)產(chǎn)品的特點，設(shè)計了相關(guān)數(shù)據(jù)存儲表。為了確保全球定標(biāo)場網(wǎng)數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，本文用敦煌場的現(xiàn)場實測反射率數(shù)據(jù)對全球定標(biāo)場網(wǎng)數(shù)據(jù)庫反射率數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗證，在MODIS前六個通道相對偏差不超過±3.1％。本文設(shè)計了全球定標(biāo)場網(wǎng)輻射定標(biāo)軟件，用于實現(xiàn)全球定標(biāo)場網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的管理和衛(wèi)星遙感器的在軌絕對輻射定標(biāo)。
　　使用全球定標(biāo)場網(wǎng)定標(biāo)方法對衛(wèi)星遙感器GF-1 WFV4和FY-

4、3B VIRR分別進(jìn)行了長時間序列定標(biāo)，得到了2013～2016年間的時間序列定標(biāo)系數(shù)。其中GF-1 WFV4的定標(biāo)系數(shù)呈現(xiàn)出波動性;FY-3B VIRR則是單調(diào)衰變，對其絕對輻射定標(biāo)系數(shù)進(jìn)行線性擬合，得到了FY-3B VIRR定標(biāo)系數(shù)的日更新模型。使用傳統(tǒng)的場地替代定標(biāo)方法對GF-1 WFV4進(jìn)行了在軌定標(biāo)，與全球定標(biāo)場網(wǎng)定標(biāo)方法的結(jié)果進(jìn)行比較，兩種方法得到的絕對輻射定標(biāo)系數(shù)的相對偏差小于2％，證明了全球定標(biāo)場網(wǎng)方法的可行性和準(zhǔn)確性。

5、將全球定標(biāo)場網(wǎng)定標(biāo)方法的定標(biāo)結(jié)果分別與官方定標(biāo)結(jié)果進(jìn)行比較，二者定標(biāo)結(jié)果的平均相對偏差均在±5.15％以內(nèi)，證明了全球定標(biāo)場網(wǎng)定標(biāo)方法具有較好的可靠性和穩(wěn)定性。同時以GF-1 WFV4為例，分析了地表和大氣參數(shù)對輻射定標(biāo)的結(jié)果的影響。
　　全球定標(biāo)場網(wǎng)方法利用其短期內(nèi)的高頻次定標(biāo)的優(yōu)勢，可用消除單次定標(biāo)結(jié)果的偶然性，提高定標(biāo)結(jié)果的可靠性和穩(wěn)定性;同時利用其長時間序列的定標(biāo)結(jié)果可以實現(xiàn)衛(wèi)星遙感器的在軌輻射特性連續(xù)監(jiān)測和動態(tài)跟蹤，及時