大气辐射传输校正模型

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1、大气辐射传输校正模型在遥感的实际应用中，常用很多简化的手段，如假设地面为朗伯面，排除云的存在，采用有关标准大气模式及大气气溶胶模式等，一次产生了许多不同类型的大气辐射传输模型，主要分为两类，1)采用大气的光学参数2)直接采用大气物理参数如lowtran、modtran等大气辐射近似计算模型，而且还增加了多次散射计算1.5s模型该模型的代码模拟计算海平面上的均匀朗伯体目标的反射率，并假定大气吸收作用与散射作用可以耦合，就像吸收粒子位于散射层的上面一样，则大气上层测量的目标反射率可以表示为，海平面处朗伯体的反射率大气透过率分子、气溶胶层的内在反射率有太阳到地表再到传感器

2、的大气透过率S为大气的反射率2.6S模型用FORTRAN语言编写的适用于太阳反射波段(0.4-2.5um)的大气辐射传输模型，这种模式再假定大气无云的情况下考虑了水汽、二氧化碳、臭氧。和氧气的吸收、分子和气溶胶的散射以及均一地面和双向反射率问题，它是对5s模型的改进(vermote,1997)，考虑了目标高程、表面的非朗伯体特性、新的吸收分子种类的影响(CON2O等)，采用好的近似算法来计算大气和气溶胶的散射和吸收的影响，其中气体的吸收以10cm-1的光谱间隔来计算的，并且光谱积分的步长达到了2.5nm，适用于可见光和近红外的多角度数据。它可以模拟机载观测、设置地表

3、的高度、解释brdf作用和临近效应，还采用sos(successiveorderofscattering)方法计算散射作用以提高精度，但该模型的缺点是不能处理球形大气和limb(临边)观测。需要输入的参数：1)几何参数：太阳天顶角、卫星天顶角。太阳方位角、卫星方位角，观测时间，也可以通过输入卫星轨道与时间参数代替2)大气模式：大气组分参数，：包括水汽，灰尘颗粒度等参数，偌缺乏精确的实况数据数据，可以根据卫星数据的地理位置和时间，选用6s提供的标准模型来替代3)气溶胶模式：气溶胶组分参数，包括水分含量以及烟尘、灰尘等在空气中的百分比等参数，若缺乏情却的实况数据，可以选

4、用6s提供的标准模型来代替4)气溶胶浓度：气溶胶的大气路径长度，一般可用当地的能见度参数表示。可以输入波长为550nm处的光学厚度和气象能见度5)高度：观测目标的海拔高度及遥感器高度，地面以上都是负值，地基观测为06)探测器的光谱条件：光谱条件可以直接输入光谱波段范围，也可以讲遥感器波段作为输入条件8)地表反射率，定义了地表反射率模型，包括均一地表和非均一地表，均一地表又考虑了有无方向性反射问题，在考虑方向性时用了九种不同的模型。若是基于朗伯体大气校正，则可以采用6s的基于朗伯体地面的大气校正反演模式。若是基于brdf大气校正，在选择了二向反射模型后，则需输入像元所

5、对应的模型参数，并将反演的模型参数与其他大气参数一起作为输入，通过6s大气校正模型软件经过迭代计算，最终得到基于brdf的大气校正图像，推算出反射率.RAPP-1时模式正向工作，RAPP0(辐射亮度)或者-1RAPP0(反射率)时均决定模式是反向工作，即有大气校正进行。6s模型的输出参数1)辐射部分：地面上的直接反射率及辐照度、散射透过率及辐照度、环境反射率及辐照度；卫星上的大气路径反射率及辐亮度、背景反射率及辐亮度。像元反射率及辐亮度。2)吸收部分：各种气体的向上透过率、向下透过率、总透过率；气体总向上透过率、总向下透过率、总透过率。3)散射部分：大气分子、气溶胶

6、的向上散射透过率、向下散射透过率、总散射透过率；总向下散射透过率、总向上散射透过率、总散射透过率；大气分子、气溶胶及总的球面反照率、光学厚度、反照率、单次反照率及相函数。4)大气校正结果：大气校正后的反射率及大气兆年个系数，3.modtran该模型是由美国空军地球物理实验室研制的大气辐射模拟计算程序，在遥感领域被广泛应用于图像的大气校正。lowtran7是一个光谱分辨率20cm-1，的大气辐射传输实用软件，它提供了6种参考大气模式的温度、气压、密度的垂直廓线，水汽、臭氧、甲烷、一氧化碳、一氧化二氮的混合比垂直廓线，其他13种微量气体的垂直廓线，城乡大气气溶胶、雾、沙

7、尘、火山喷发物、云、雨的廓线，辐射参量(如消光系数、吸收系数、非对称因子的光谱分布)，以及地外太阳光谱。lowtran7可以根据用户的需要，设置水平、倾斜、及垂直路径，地对空、空对地等各种探测几何形式，适用对象广泛。lowtran7的基本算法包括透过率计算方法，多次散射处理和几何路径计算。1)多次散射处理lowtran采用改进的累加法，自海平面开始向上直至大气的上界，全面考虑整层大气和地表、云层的反射贡献，逐层确定大气分层每一界面上的综合透过率、吸收率、反射率和辐射通量。再用得到的通量计算散射源函数，用二流近似解求辐射传输方程。2)透过率计算该模型在单纯计算透过