耦合京津冀气溶胶模式的HJ-1卫星CCD数据大气校正  

Atmospheric Correction for HJ-1 CCD Data Coupling with Aerosol Models of Beijing-Tianjin-Hebei Region

作　　者：谢东海[1,2] 程天海[3] 吴俣[3] 余洁[1,2] 郭红[3] 钟若飞[1,2] 

机构地区：[1]首都师范大学城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地,北京100048 [2]首都师范大学三维信息获取与应用教育部重点实验室,北京100048 [3]中国科学院遥感与数字地球研究所,北京100101

出　　处：《光谱学与光谱分析》2016年第5期1284-1290,共7页Spectroscopy and Spectral Analysis

基　　金：国家自然科学基金项目(41401386)资助

摘　　要：针对目前HJ-1CCD大气校正没有考虑中国地区气溶胶模式的问题,提出一种耦合中国地区局部气溶胶模式的大气校正方法。以京津冀地区作为研究区域,该方法对地基北京城区和香河站点反演的气溶胶模式参数进行聚类,得到京津冀地区具有代表性的四类气溶胶模式,并根据四类气溶胶模式来建立查找表进行气溶胶光学厚度的反演。HJ-1CCD数据没有短波红外波段（2.12μm）,无法采用MODIS的气溶胶算法中获得地表反射率的方法来计算蓝红波段的反射率,本文在气溶胶光学厚度的反演中采用HJ-1卫星的蓝色（0.43~0.52μm）和红色（0.63~0.69μm）波段的反射率比值作为误差方程的依据,不需要输入地表目标的反射率。基于反演后的光学厚度对HJ-1CCD数据进行大气校正,并与ASD光谱辐射计测量数据以及MODIS地表产品数据（MOD09）进行对比。结果表明,该方法得到的大气校正结果与ASD测量结果接近,并与MOD09有较强的相关性,红色波段的平均相关系数达到了0.8以上,受气溶胶影响最大的蓝色波段平均的相关系数也达到了0.75左右。Current atmospheric correction of HJ-1 CCD does not take the aerosol models of Chinese specific regions into consideration.This paper proposes a method of atmospheric correction coupling local aerosol models.Choosing Beijing-Tianjin-Hebei region as the study area,aerosol model parameters of the method on the foundation of AERONET inversion are analyzed and four types of aerosol model parameters of Beijing-Tianjin-Hebei regions are clustered to build the lookup table for the inversion of aerosol optical thickness.Lack of SWIR（2.12μm）in the bands of HJ-1 CCD,the blue（0.43~0.52μm）and red（0.63~0.69μm）cannot be calculated like the MODIS.So the ratio of blue and red is used as the basis of error equation for aerosol optical depth retrieval,with no need of ground target reflectance.HJ-1 CCD data after atmospheric correction are compared with MODIS surface product data（MOD09）and ASD measurements.The results show that the reflectance obtained by the atmospheric correction is close to the ASD measurement results,and there is a strong correlation with MOD09,the average correlation coefficient in the red band reached more than 0.8,the one of blue band affected by molecule mostly is up to 0.75.

关 键 词：大气校正 气溶胶 京津冀地区 环境一号卫星 

分 类 号：P407.6[天文地球—大气科学及气象学]