Ⅱ类水体遥感反演中的大气校正算法研究进展

系统总结了Ⅱ类水体遥感反演中的大气校正算法,对各种算法的原理进行了简单阐述,分析了各种算法的适应性以及存在的问题,并对未来Ⅱ类水体遥感反演中大气校正算法的发展进行了展望,为科研人员进一步开展相关研究提供一些参考.     

近岸浑浊水体大气校正算法研究进展

大气校正问题是海洋光学遥感的关键技术问题之一。精确的大气校正是实现高精度水色信息反演的前提。I类水体的大气校正算法发展相对成熟,其假设近红外(NIR)波段离水辐亮度为零,从而将NIR波段的大气程辐射外推至可见光(VIS)波段求出离水辐亮度实现大气校正。但是,II类水体由于受到悬浮物(TSM)和黄色物质(CDOM)的影响,其大气校正相对复杂。文中概述了国内外近岸浑浊水体大气校正算法的研究现状及应用效果,总结了各种算法的特点、优势和局限性。文中还提出了浑浊水体大气校正研究需要解决的关键问题,并展望了该领域未来的发展趋势和方向。     

一种划分Ⅰ类水体和Ⅱ类水体的方法

为建立1种快速、有效、方便的方法区分Ⅰ类水体和Ⅱ类水体,提出了1个划分Ⅰ类和Ⅱ类水体的方法.该方法基于1个简单的判据,即Rrs（510）/Rrs（412）=1.5.当Rrs（510）/Rrs（412）〈1.5时,该水体应为Ⅰ类;当Rrs（510）/Rrs（412）〉1.5时,该水体应为Ⅱ类.将此方法应用到中国海的MERIS资料中,对中国海水体进行了划分,划分结果合理.     

大气校正模型对多光谱水深反演影响的多维度分析

大气校正是水体定量遥感的基础与前提。本文从大气校正模型、大气校正模型参数、水体组分差异以及水深反演波段组合方式4个维度探讨大气校正模型对水深反演的影响。研究采用6S、FLAASH、ACOLITE与QUAC 4种大气校正模型,选取大陆型、海洋型与城市型气溶胶模式,以瓦胡岛西北侧与谢米亚岛周边浅水作为清洁水体研究区,以辽东浅滩与槟城海峡作为浑浊水体研究区,基于Landsat-8多光谱影像开展大气校正,并采用8种波段组合方式进行水深遥感反演。研究结果表明:（1）4种大气校正模型均可在一定程度上削弱大气对水体信号的影响;因参数选取以及研究区水体组分的不同,不同模型的校正结果存在一定差异;两类水体反射率峰值分别出现在蓝波段与绿波段;（2）6S大气校正模型鲁棒性较强,该模型因研究区水体组分发生变化导致对应的水深反演结果与其余模型相比波动较小;FLAASH模型在海洋型和城市型两种气溶胶模式水深反演结果在浑浊水体存在较为明显的差异,辽东浅滩浅水区平均相对误差相差7.9%;ACOLITE模型受水体类型影响显著且对浑浊水体具有优越性与稳定性,平均相对误差较FLAASH降低5.6%;（3）多波段水深反演精度普遍优于单波段,但反演精度与波段数目之间无显著的相关性;水深反演波段组合方式对不同研究区敏感性不同,清洁水体三波段模型的反演精度较好,浑浊水体中四波段模型的反演精度最优,平均相对误差较三波段模型降低达5.6%。     

MODIS辅助的北京一号卫星影像近海Ⅱ类水体大气校正

利用空间分辨率为500 m的MODIS 1B数据及有关MODIS数据产品计算其近红外波段的气溶胶辐亮度,由此外推北京一号卫星多光谱影像各波段的气溶胶辐亮度,以实现对该影像的大气校正,取得了良好的效果.该方法克服了传统大气校正方法依赖于现场测量大气参数的缺陷,拓展了非水色传感器在水体监测领域的应用前景.     

分光光度计测量2类水体光谱吸收系数的关键技术

分光光度计测量水体各成分的光谱吸收系数是一项比较成熟的吸收系数分析方法。文章简要介绍对2类水体光谱吸收系数测量的基本方法，重点探讨参比纯水水质、滤纸水合以及零值校正波长选择等关键技术问题，并给出相应的解决办法。     

Ⅱ类水体光学特性的剖面测量方法

剖面测量方法是国际上推荐测量水体表观光学参数的首选方法，文章在简要介绍剖面测量原理的基础上，根据Ⅱ类水体特点对应用算法进行改进，并给出其应用效果。     

黄东海海水体类型综合识别技术研究

本文利用黄、东海和南海宝贵的生物一光学实测数据，进行了水体综合识别技术研究。探询了水体光谱离水辐射率、遥感反射率和漫衰减系数等物理量与以悬浮泥沙为主体的水体(CASEII．s)的响应关系。借用主成分分析思想，探询了经过大气校正的近红外波段卫星遥感反射率(Lrc)数据与CASEII．s水体的响应关系。发现这些物理量与水体类型有明显的响应点。     

我国近岸Ⅱ类海水光谱特性的测量与研究

我国近岸的广阔海域均为Ⅱ类水体，这也是我国海洋水色遥感的重点和难点，结合多年海上现场测量数据，对我国近岸Ⅱ类海水光谱特性进行一定的分析，并对Ⅱ类水体的光谱测量技术中的关键问题进行了讨论。     

珠江口二类水体MODIS 数据大气校正

以珠江口海域为主要研究区域,针对近岸二类水体近红外波段离水辐射为0的假设不再成立,导致MODIS标准大气校正算法中用于大气校正的两个近红外波段的气溶胶散射值的高估,引起可见光波段离水辐射值较实际值偏小,甚至出现负值的问题,研究了748,869 nm波段的气溶胶散射及离水辐射之间的关系,提出了珠江口二类水体MODIS数据的大气校正算法。通过与MODIS数据标准大气校正算法、基于短波波段的二类水体MODIS数据大气校正算法相比,表明珠江口二类水体MODIS数据的大气校正算法具有一定的优势。