2024年2月10日发(作者：)
第38卷，第4期
2 0 18 年 4 月
光谱学与光谱分析
Spectroscopy and Spectral Analysis
Vo'38，No.4，ppl.l*-1024April，2018航空偏振遥感数据反演陆地上空气溶胶光学厚度王涵!杨磊库1 !都伟冰1 !刘培孙晓兵231<河南理工大学测绘与国土信息工程学院，河南焦作454000
2<中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室，安徵合肥230031
3<中国科学院安徵光学精密机械研究所，安徵合肥230031摘要在陆地上空气溶胶遥感中，地表多样性会导致地表反射率计算误差增加，降低地气解耦精度，进而
影响气溶胶反演精度。多角度、多光谱和偏振观测数据的引人有利于解决地气解耦精度和气溶胶参数的提
取精度受限的问题。基于多角度偏振辐射计（AMPR)航空多光谱遥感数据，结合气溶胶散射和地表偏振反
射规律，提出了在1 =40nm波段对AMPR观测偏振反射率进行连续大气辐射校正，实现地气解耦的方法"
在此基础上，构建了陆地上空气溶胶偏振反演算法。运算过程中使用665和8 = 5 nm波段观测数据进行气溶
胶参数提取，使用1 =40nm波段观测数据结合提取的气溶胶参数进行大气偏振辐射校正，重新获取地表偏
振反射率。在反演过程中引人迭代，逐步逼近大气与地表真实辐射值，实现地气解耦，并利用查找表的方法
实现气溶胶光学厚度反演。通过AMPR在京津唐地区5个架次的航空观测实验数据对反演算法进行了验
证，结果与地基CE318观测数据一致性较好，在气溶胶光学厚度小于0.5的情况下，反演平均误差为约
0. 030关键词气溶胶％光学厚度％偏振％航空观测中图分类号：TP79 文献标识码：A !OI: 10. 3964". issn. 1000-0593(2018)04-1019-06气解耦的最大困难[5]。使用地表双向反射分布函数（bidirec引言气溶胶指悬浮在大气中的各种固体、液体或混合微粒组
成的颗粒物，是地球大气系统的重要组成部分。气溶胶通过
对太阳辐射的吸收和散射影响辐射强迫进而影响地球辐射收
支及气候[1] %气溶胶遥感在应对环境恶化、防治污染方面意
义重大23] %气溶胶监测可以提供气溶胶的物理参数及时空
分布，是定量遥感中的重要环节[4]。气溶胶反演误差主要来源于前向模型中对地表反射率估
计和气溶胶类型假设的误差。对于航空和航天观测，数据信
息包括大气散射和地表反射成分，数据解算精度受限，最主
要原因是地-气解耦精度不高，地-气解耦误差会极大地影响
反演结果的精度[5]。气溶胶反演首先需要将地表反射、大气
分子和气溶胶散射信息从观测数据中分离。在陆地上空卫星
或航空气溶胶遥感中，地-气解耦更显得意义重大[6]，而地表
的多样性使得地表反射的光谱和几何特征更加复杂，是地-收稿日期！ 2016-12-25,修订日期：2017-05-13基金项目：国家自然科学基金项目（41601392,
tional reflectance distribution function，
BRDF) 模型估计地表对大气顶辐射贡献是行之有效的方法之一#78]，在气溶胶偏
振遥感中使用最为广泛[9]。与海洋相比，地表多样性（地表反射率变化较大、类型
复杂、各向异性）使得陆地表面BRDF难以估计，也增加了
气溶胶反演的不确定性[10]。随着传感器的研制和地表反射
模型研究水平的提高，近十几年来陆地上空气溶胶反演快速
发展，偏振观测能力的发展也给陆地上空气溶胶遥感带来新
的契机。纵观偏振气溶胶遥感发展历程，地表双向偏振反射
分布函数（polarized bidirectional reflectance distribution function，
PBRDF) 模型法和观测数据合理近似法是常用的两种
地-气解耦方法。Nadal-Brqon开发的地表PBRDF模型#11]在气溶胶偏振
反演中扮演着重要的角色。里尔科技大学大气光学实验室基
于 POLDER (POLarization and directionality of earth reflec-
tance)数据开发的气溶胶反演算法首先通过先验知识估计41401403, 41601364, 41601450)，河南理工大学博士基金项目（B2016-14, B2014-018)，河南
e-mail: ms. h. wang@ 163. com省科技攻关项目（9)资助作者筒介：王涵，1986年生，河南理工大学测绘与国土信息工程学院讲师
"通讯联系人
