基于BRDF原型反演地表反照率   总被引：3，自引：2，他引：1  

张虎  焦子锑  董亚冬  黄兴英  李佳悦  李小文 《遥感学报》2013,17(6):1475-1491

先验知识在遥感反演中起到重要的作用,本文首先根据各向异性平整指数AFX和地表多角度观测数据集建立了BRDF二向性反射分布函数原型库,然后介绍了以BRDF原型作为先验知识的提取多角度数据地表反照率的原型反演算法,为验证算法的精度,将原型反演及全反演算法拟合验证数据子集得到的反照率与MODIS全反演算法拟合完整数据集得到的结果作比较。结果对比表明,观测天顶角在40°以内时,非垂直主平面的观测数据能够代表部分地表的各向异性反射特征,此时原型反演算法的最大平均绝对误差为0.036,相对精度比全反演算法高约5%—10%;当数据位于垂直主平面时,观测信息量严重不足,此时原型反演算法结果相对较稳定,而全反演算法的最大绝对误差高达0.18。 综上所述,原型反演算法能够在整个采样空间范围内对BRDF进行约束,对观测数据位置分布的依赖较小,抗噪声能力强,在反演观测信息不足的多角度数据时,结果精度优于全反演算法。  相似文献   

基于HJ-1B/CCD地表反照率的估算     

王寸婷  张友静  钱志奇  陈静欣  曹明 《地理与地理信息科学》2013,29(5)

地表反照率是入射太阳能被地表反射的比分,决定地表吸收太阳辐射能的多少,是影响地表能量收支的关键参数.该文使用6S大气辐射传输模型对环境星的多光谱CCD数据进行大气纠正,并利用其观测角度信息,分别基于统计模型和BRDF模型估算研究区不同地表覆盖类型的窄波段地表反照率,并实现窄波段向宽波段反照率的转换.将宽波段反照率与MODIS反照率产品数据进行对比分析,对不同的地表覆盖类型选择模型的适宜性做出分析评价:对于水体,基于朗伯面假设采用统计模型效果较好,相对误差为9.2％;对于植被及非植被覆盖区,采用二向反射模型较合适,相对误差分别为4.02％和5.6％,都能够满足应用需求.  相似文献   

针叶林冠层热点及多角度无人机遥感观测及特征分析     

邱凤  霍婧雯  张乾  陈兴海  张永光 《遥感学报》2021,25(4):1013-1024

多角度遥感观测是研究植被冠层BRDF (Bidirectional Reflectance Distribution Function)特性的重要手段,但目前对森林冠层进行连续间隔采样的多角度遥感观测及数据较少,热点方向的观测尤为缺乏。本研究基于无人机多角度高光谱成像系统,在主平面上对针叶林冠层以等角度连续间隔采样进行多角度观测,获取了主平面上多角度(包括热点和暗点)高光谱影像,并将观测结果与四尺度几何光学模型模拟结果进行对比分析。多角度观测获取的植被冠层反射率呈现出典型的植被方向反射特征,后向大部分角度观测的冠层反射率高于前向,在热点处出现峰值,在暗点附近方向出现最低值,观测天顶角VZA (View Zenith Angle)较大时表现出明显的"碗边效应"。结果表明:(1)观测的针叶林冠层反射率及BRDF特性与四尺度模型模拟基本一致,但红光波段模拟的热点反射率稍低于观测,前向观测VZA较大时模拟与观测结果差异稍大;(2)冠层结构及叶片光学特性的差异会导致观测到的BRDF特征不同;(3)观测的针叶林冠层BRDF呈现明显的光谱效应,不同波段呈现的各向异性特性不同,红光波段各向异性最强,近红外波段最弱;(4) BRDF的光谱效应差异导致观测到的植被指数也表现出各向异性,NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)、PRI (Photochemical Reflectance Index)和MTCI(MERIS Terrestrial Chlorophyll Index)在热点方向最低,EVI (Enhanced Vegetation Index)在热点方向最高。本研究中无人机多角度成像观测提供的角度和高光谱信息,尤其是热点和暗点信息,在地物识别及分类、植被冠层结构反演及碳循环关键参数获取等研究方面具有较好的应用前景,在其它地物反射或热辐射等方向性特性研究中也具有较大的潜力。  相似文献   

利用MODIS BRDF估算中国东北森林背景反射率——以大兴安岭加格达奇地区为例     

顾春明  刘振波  葛云健 《遥感学报》2014,18(3):696-714

基于MODIS二向反射分布函数(BRDF)模型参数产品数据,利用4-scale模型建立查找表,以中国东北大兴安岭加格达奇地区为研究区,反演森林背景反射率,并分析不同森林类型二向反射与背景反射率特性及其季节变化。研究结果表明:(1)研究区针叶林和混交林二向反射特征较为相似,夏季阔叶林在红光波段的二向反射率值均低于针叶林和混交林,而在近红外波段则相反;不同森林类型二向反射率均存在明显的季节变化,其中阔叶林二向反射率季节变化最为明显;(2)研究区夏季森林背景反射率在红光波段较低,均在0.1以下,近红外波段背景反射率普遍高于0.3,且空间差异较大;(3)不同森林类型的背景反射率季节变化趋势大致相同,但变化幅度存在差异:阔叶林的背景反射率值季节差异最大,尤其在近红外波段。  相似文献   

中国地区MODIS反照率两种反演结果的比较     

陈爱军  刘玉洁  卞林根  朱小祥  王飞 《气象学报》2012,70(5):1119-1127

以2002-2004年中国地区Terra MODIS数据开展对照反演试验,获得大范围具有相同时空代表性的反照率全反演结果和当量反演结果,统计分析MODIS反照率两种反演结果的差异,结果表明:在MODIS 1-7波段及可见光、近红外和短波波段,黑空反照率、白空反照率的当量反演结果与全反演结果的绝对偏差均小于0.05,且黑空反照率两种反演结果的绝对偏差明显小于白空反照率两种反演结果的绝对偏差;MODIS反照率两种反演结果在红外波段的绝对偏差大于其在可见光波段的绝对偏差;夏季MODIS反照率两种反演结果的绝对偏差最大,秋季则最小.  相似文献   

Aerosol optical thickness retrieval over non-Lambertian land surface with synergistic use of AATSR radiance measurements and MODIS derived Albedo Model Parameters     

Yong Xue  Jianping Guo  Xiaoye Zhang 《Atmospheric Research》2009,93(4):736-746

Various algorithms have recently been developed in order to retrieve the aerosol optical thickness (AOT) at continental scales. However, they are, to some extent, subject to large uncertainties resulting from some necessary physical assumptions on land surface anisotropy and level of brightness. In fact, disentangling aerosol and surface signals contained in the top of atmosphere (TOA) radiance received at the satellite level are a matter of difficulty because a single sensor itself cannot gather all required spatial, temporal, spectral and angular information. In particular, each instrument yields limited scanning configuration due to its platform's orbital characteristics. In this regard, a synergetic approach is presented which merges Advanced Along-Track Scanning Radiometer (AATSR) TOA radiances and the MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) Bi-directional Reflectance Distribution Function (BRDF)/Albedo Model Parameters Product for the retrieval of AOT at 0.55, 0.66, and 0.87 µm wavelengths over non-Lambertian land surface at a 5 km spatial resolution. In this approach, BRDF products serve to assess the surface reflectance in the AATSR geometry as a boundary layer. The peculiarity of the approach is that no specific assumption is required about the spectral characteristics of land surface, thus allowing for a quantitative retrieval of aerosol particles over any arbitrary land unit in virtue of combining forward and nadir AATSR observations. We obtain on average differences within 0.1τ compared to in situ AErosol RObotic NETwork (AERONET) measurements and 36 retrievals corresponding to 27 January, 12 February, 16 March, 28 May, 26 June, and 21 July 2006, respectively, over the city of Beijing in China. Pearson's correlation coefficient is 0.94 and 0.96 for nadir and forward AATSR, respectively. These suggest that AOT retrieval over land is indeed feasible by taking benefit of the validated MODIS BRDF. Besides, the first results indicate that the AATSR retrievals might be used to evaluate the spectral behaviour of the AOT.  相似文献   

新几何光学核的验证以及用核驱动模型反演地表反照率(之二)     

李小文  高峰  刘强  王锦地  A. Strahler 《遥感学报》2000,4(S1):8-15

基于核驱动模型的AMBRALS程序将用于提供MODIS的反照率和二向反射产品;该文提出一个新的几何光学核-LiTransit核,用以取代目前AMBRALS运行程序中的LiSparseR核。当植被及阴蔚总面积在视场中比例接近于;时,新核由LiSparseR核向LiDens。核自然诫。因而新核兼有公Sparse·核面LiDense核的优点,比LiSparseR核更符合几何光学模型的基本原理。对于29组地面观测数据的反演试验表明;LiTrarisit核有与LiSparse核相当的数据拟合能力,,外推到大的天顶角时有.ense核的稳定性;与LiSparseR核比较,RossThick-LiTransit的核组合更能反映直入扇出反照率随太阳天顶角变化的趋势。用NOAA AVHRR多时相数据反演的结果,也表明RossThick-LiTransit组合在反演甲更为稳定。  相似文献   

MODIS反演多云地区地表反照率的一种新方法及其反演试验     

陈爱军  卞林根  刘玉洁 《大气科学》2007,31(5):855-862

在参考国内外卫星遥感反演地表反照率方法的基础上，提出了一种反演多云地区地表反照率的新方法，称之为组合反演法。对于受云影响而无法获得足够的晴空观测数据的像素点，在遥感地表分类数据和归一化植被指数（NDVI） 数据的辅助下，在其周围的有限范围内选择与其具有相同BRDF形状的像素点，将它们在观测角度上互为补充的晴空观测数据组合成对同一个BRDF形状的一组多角度观测数据，达到一定数量后直接利用线性的RossThick-LiSparse互易核驱动模型反演二向反射分布函数（BRDF）参数。然后，根据“16天”期间平均的当地正午太阳高度角计算反照率。选择青藏高原地区2004年6～8月间5组“16天”的Terra MODIS数据进行的反演试验表明，该方法不仅具有反演多云地区地表反照率的能力，而且能够更好地反映实际的地表信息，反演结果的精度与美国MOD43产品的精度相当。  相似文献   

Atmospheric Corrections Using MODTRAN for TOA and Surface BRDF Characteristics from High Resolution Spectroradiometric/Angular Measurements from a Helicopter Platform     

Yaping Zhou  Ken C. Rutledge  Thomas P. Charlock  Norman G. Loe  Seiji Kato 《大气科学进展》2001,18(5):984-1004

High-resolution spectral radiance measurements were taken by a spectral radiometer on board a heli copter over the US Oklahoma Southern Great Plain near the Atmospheric Radiation Measurements (ARM) site during August 1998. The radiometer has a spectral range from 350 nm to 2500 nm at 1 nm resolution. The measurements covered several grass and cropland scene types at multiple solar zenith angles. Detailed atmospheric corrections using the Moderate Resolution Transmittance (MODTRAN) radiation model and in-situ sounding and aerosol measurements have been applied to the helicopter measurements in order to re trieve the surface and top of atmosphere (TOA) Bidirectional Reflectance Distribution Function (BRDF) characteristics. The atmospheric corrections are most significant in the visible wavelengths and in the strong water vapor absorption wavelengths in the near infrared region. Adjusting the BRDF to TOA requires a larger correction in the visible channels since Rayleigh scattering contributes significantly to the TOA reflectance. The opposite corrections to the visible and near infrarred wavelengths can alter the radiance dif ference and ratio that many remote sensing techniques are based on, such as the normalized difference vege tation index (NDVI). The data show that surface BRDFs and spectral albedos are highly sensitive to the veg etation type and solar zenith angle while BRDF at TOA depends more on atmospheric conditions and the vi ewing geometry. Comparison with the Clouds and the Earth＇s Radiant Energy System (CERES) derived clear sky Angular Distribution Model (ADM) for crop and grass scene type shows a standard deviation of 0.08 in broadband anisotropic function at 25° solar zenith angle and 0.15 at 50° solar zenith angle, respectively.  相似文献   

中国地表月平均反照率的遥感反演   总被引：20，自引：0，他引：20  

徐兴奎  刘素红 《气象学报》2002,60(2):215-220

地表特征和下垫面物理性质在时空分布上的差异 ,造成地表能量分布的不均 ,地球表面的半球反射在气候领域是一个非常重要的参数 ,它在地 气能量交换中决定着能量在地 气之间的分配比率。反照率随地表覆盖类型的变化具有很大的差异 ,而这往往是形成区域小气候差异的原因。文中通过统计和双向反射模型 ,应用NOAA14 AVHRR数据并结合地理信息系统 ,反演计算了 1997年中国月平均反照率的分布 ,并对结果做了分析检验。  相似文献