Untersuchung eines atmosphärischen Korrekturalgorithmus für die Inversion der Fernerkundungsreflektivität von stark trüben Gewässern basierend auf HY-1 C/D Bildern

BAI Ruofeng ,  

ZHANG Xuan ,  

GONG Fang ,  

HE Xianqiang ,  

摘要

Küstennahes Wasser mit hoher Konzentration schwebender Partikel und starker Trübung weist einzigartige optische Eigenschaften auf, darunter starke Rückstreuung und ein nicht zu vernachlässigendes Signal im kurzwelligen Infrarotbereich außerhalb des Wassers. Diese Eigenschaft erhöht die Komplexität der gekoppelten Strahlungstransferprozesse zwischen Wasser und Atmosphäre erheblich, was zu einer deutlichen Verschlechterung der Genauigkeit bei der Trennung von atmosphärischer und wasserbedingter Strahlung führt und somit ein Haupthemmnis für die quantitative Fernerkundungs-Rückrechnung von Wasserqualitätsparametern in stark trüben Bereichen darstellt. Traditionelle atmosphärische Korrekturalgorithmen für stark trübes Wasser basieren häufig auf Daten aus kurzwelligen Infrarot- und Ultraviolett-Kanälen zur Extrapolation der Aerosolstreuung und führen darauf basierende atmosphärische Korrekturen zur Fernerkundungsreflektivität des Wassers (Rrs) durch. Unabhängig davon, welcher Referenzkanal zur Extrapolation verwendet wird, nimmt der Fehler bei der Schätzung der Aerosolreflektivität ρa mit zunehmendem spektralen Extrapolationsabstand unvermeidlich zu; zudem verursachen stark absorbierende Aerosole im blau-violetten Spektralbereich (350–420 nm) Fehler bei den Inversionsergebnissen von Rrs, und ein Extrapolationsalgorithmus, der nur einen Referenzkanal verwendet, kann dieses Problem nicht lösen. Zur Lösung dieser Probleme wird in dieser Arbeit ein atmosphärischer Korrekturalgorithmus vorgeschlagen, der eine spektrale Interpolation unter Verwendung kombinierter Ultraviolett- und Nahinfrarotkanäle als Referenzbänder nutzt, am Beispiel der Nutzlastdaten des HY-1C/D Satellitenwasserfarb- und Temperatur-Scanners COCTS (Chinese Ocean Color and Temperature Scanner) und des Ultraviolett-Imagers UVI (Ultra-Violet Imager). Darüber hinaus wurde durch das Beziehungsmodell zwischen den Parametern der intrinsischen optischen Eigenschaften des Wassers (IOPs) ein Korrekturmodell für den Beitrag des Ultraviolett-Kanals Rrs erstellt, was die Genauigkeit des spektralen Interpolations-Atmosphärenkorrekturalgorithmus verbesserte. Die Ergebnisse zeigen, dass diese Methode die Inversionsgenauigkeit von Rrs über das gesamte Spektrum effektiv verbessert und die effektive Datenabdeckung der Rrs-Inversionsberechnung erhöht.

关键词

HY-1C/D Satellit; stark trübes Wasser; atmosphärische Korrektur; Fernerkundungsreflektivität; intrinsische optische Eigenschaften des Wassers

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