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近红外比值法在对流层航空遥感数据大气水汽估算中的改进

发布时间:2018-02-01 16:22

  本文关键词: 大气水汽 对流层 航空遥感 近红外比值法 红外多角度航空相机 出处:《中国科学:技术科学》2016年01期  论文类型:期刊论文


【摘要】:利用近红外波段大气窗口通道和水汽吸收通道辐亮度比值反演大气柱水汽含量,是卫星遥感大气水汽估算的通用方法之一.但对于对流层内的航空遥感水汽估算,直接套用卫星遥感水汽估算近红外比值法会引入飞行平台到大气顶层水汽的影响.根据航空遥感成像特征,利用Modtran和热力学初始分析资料(thermodynamic initial guess retrieval,TIGR)大气廓线库数据,分别构建入射路径上,航飞高度到地表的水汽透过率与太阳到地表水汽透过率的对数之比G与航飞高度内大气水汽与整层大气水汽之比R,以及入射路径上的航飞高度到地表的水汽透过率,与出射路径上地表到入瞳处水汽透过率的对数之比H与太阳入射角qs的函数关系,结合下垫面特征,建立对流层航空遥感水汽估算模型.以1614组TIGR廓线为输入模拟航飞入瞳处辐亮度,利用本文模型估算对流层内大气水汽,并与廓线数据直接计算值对比,结果表明,当航飞高度在1.0~7.0 km时,模型估算值的总体精度为0.22 g/cm~2,且精度优于0.5 g/cm~2的样本占总样本数95.30%.利用2014年5月28日郑州上街航空遥感试验获取的影像进行水汽分布估算,并与同步大气探空数据计算到的水汽进行对比,结果表明,各样区估算值与探空值的RMS误差为0.16 g/cm~2(12.8%),且对下垫面覆盖条件的先验了解能够提高模型估算精度.本文模型消除航空遥感飞行高度以上大气的影响,增大了模型的精准度与适应性,为热红外航空遥感数据实时大气校正提供了可靠的输入.
[Abstract]:The atmospheric column water vapor content is retrieved by using the radiance ratio of the near infrared band atmosphere window channel and the water vapor absorption channel. It is one of the general methods for estimating atmospheric water vapor by satellite remote sensing, but for aviation remote sensing water vapor estimation in troposphere. The direct application of satellite remote sensing water vapor estimation near infrared ratio method will introduce the influence of flying platform to the top layer of atmosphere water vapor. According to the characteristics of aerial remote sensing imaging. Modtran and thermodynamic initial guess retrieval were used. TIGR) atmospheric profile data were constructed on the incident path. The logarithmic ratio of the transmissivity of water vapor from the sun to the surface of the surface and the ratio of atmospheric water vapor to the whole layer of water vapor from the altitude to the surface. The relationship between the water vapor transmittance from the altitude of the incident path to the surface and the logarithmic ratio of the water vapor transmittance from the surface to the pupil from the surface to the pupil on the incident path and the incidence angle Qs of the sun is also discussed, and the characteristics of the underlying surface are combined. A model for estimating tropospheric air remote sensing water vapor was established. 1614 sets of TIGR profiles were used as input to simulate radiance of air entry pupil, and the model was used to estimate atmospheric water vapor in troposphere. The results show that when the altitude is 1.0 ~ 7.0 km, the overall accuracy of the model is 0.22 g / cm ~ (-2). And the sample whose precision is better than 0.5 g / cm ~ (2) is 95.300.The water vapor distribution is estimated by using the image obtained from Zhengzhou aerial remote sensing test in May 28th 2014. The results show that the RMS error between the estimated value and the sounding value is 0.16 g / cm ~ (2) ~ (12. 8). A priori understanding of the underlying cover conditions can improve the accuracy of the model estimation. This model eliminates the influence of the air above the altitude of the aerial remote sensing flight and increases the accuracy and adaptability of the model. It provides reliable input for real time atmospheric correction of thermal infrared aerial remote sensing data.
【作者单位】: 中国科学院遥感与数字地球研究所;中国科学院大学资源与环境学院;国家航天局航天遥感论证中心;北京空间机电研究所;北华航天工业学院;
【基金】:民用航天“十二五”预研项目(编号:D030101)资助
【分类号】:TP751
【正文快照】: 引用格式:王靓,赵利民,赵艳华,等.近红外比值法在对流层航空遥感数据大气水汽估算中的改进.中国科学:技术科学,2016,46:79 90Wang L,Zhao L M,Zhao Y H,et al.Improvement of near infrared ratio method in troposphere water vapor estimation with airborne remote sensin

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本文编号:1482294

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