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利用MODls探测器多次过境时形成的多角度观测数据进行地表反照率的BRDF反演研究已经取得了一定进展,但多云或阴天条件下晴空观测总数不足时地表反照率的BRDF反演研究仍然有待深入研究。为此,论文选择TerraMODIS 500m分辨率数据开展青藏高原地区地表反照率的BRDF反演研究,研究成果为应用我国FY-3气象卫星资料开展地表反照率的反演研究提供了理论基础。论文的主要研究内容如下:
1.MODlS探测器在16-天期间无法获得充足的多角度观测数据,反演时又无法获得先验BRDF信息数据库支持的情况下,论文提出了一种充分利用卫星遥感数据的反演方法,称之为“组合反演法”,即:在归一化植被指数NDVl和地表覆盖类型数据的辅助下,在目标像元周围的有限区域内,搜索与之具有相同BRDF特性的像元,将它们所有的晴空有效观测数据组合起来,形成充分的多角度观测数据,然后直接利用合适的BRDF模型反演其BRDF参数和地表反照率。利用青藏高原地区2004年夏季的Terra MODlS数据反演试验结果表明,组合反演法可以组合到足够数量的多角度观测数据,并通过RossThick-LiSparse-R核驱动的BRDF模型反演BRDF参数。在相同条件下,组合反演法的反演效率要比美国MODIS BRDF和反照率产品(MOD43)反演中采用的当量反演法高10%以上,且组合反演结果的精度与当量反演结果精度相当,表明组合反演法可以有效提高多云地区地表反照率的反演效率,获得空间分布更加连续的地表反照率。
2.由多年的MODIS遥感数据反演的高质量BRDF参数作为当量反演时的先验信息,并建立了相应的BRDF信息数据库,为当量反演提供更加准确的BRDF先验信息数据库。采用2002-2004年Terra MODlS数据反演建立了青藏高原地区以16-天为序列的“积雪”和“非雪”条件下500m分辨率的BRDF数据库(记为3Y DB)。试验结果表明,当量反演时采用3Y DB提供的先验信息获得的反照率精度高于采用美国BRDF数据库(记为USDB)获得的反照率。利用藏北高原地区4个辐射观测站的反照率与反演结果进行了对比分析,结果表明,采用本文研究建立的反演方法获得的反演结果的精度.要高于采用美国MODIS BRDF和反照率反演算法的反演结果,且反演结果能够满足目前气候模式和陆面过程模式对地表反照率的精度要求。
3.采用本文建立的地表反照率反演方法,反演获得了青藏高原地区2002-2004年500m分辨率的地表反照率,并分析了反演结果的空间分布特征,反演结果与地表类型具有较好的对应关系,能够较好地反映实际的地表特征。通过直方图分析确定了青藏高原地区10个典型地表类型区域的地表反照率分布范围及其时域变化特征。
需要指出的是,论文研究所用资料为2002-2004年青藏高原地区的TerraMODlS资料,未来需要在更大范围内、利用更多的MODlS观测资料进一步深入研究。