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遥感反射率(Remote-sensingreflectance)是水色遥感和水体光学研究中最基本也是最重要的物理量。遥感反射率测量的精度以及水体固有光学特性与遥感反射率测量结果的一致性是提高水色遥感反演精度的基础工作。本论文研究内容主要围绕水体遥感反射率展开。
本文基于矩阵算法建立了一个水体光辐射传输数值模型。通过对Mobley水体辐射传输标准问题的验证以及COART结果比较，证明该模型对多次散射处理是正确的，并且满足模拟的精度要求，是一个能够模拟水体各种辐射传输过程的数值计算模型。本文采用均匀介质层中辐射能量随深度增大而呈指数衰减的假设，将Raman散射、叶绿素和黄色物质荧光等水体中的非弹性散射作为源矩阵算子引入到水体辐射传输数值模型当中进行解算。并且利用三分量模型，模拟分析了水体各成分对水体非弹性散射的影响以及非弹性散射在遥感反射率中所占的比重。
在本文建立的水体辐射传输数值模型基础上，初步开展了现场实测水体固有光学特性与遥感反射率之间的闭合研究。研究结果表明目前二类水体中的固有光学特性测量还需要进一步的改进。
针对二类水体遥感反射率的主要测量方法-表面法，本文系统分析了遥感反射率表面法测量当中，风速、天空漫射光分布和太阳天顶角等各种因素对天空漫射光反射率ρ（λ）的影响;发现在最适宜表面法进行测量的晴空条件下，由于气溶胶光学厚度较小，ρ（λ）受风速、波长以及太阳天顶角的影响最大。在分析主要影响因素的基础上，本文提出了ρ（λ）估算的新方法。该方法首先基于SkyModel-R模型，利用表面下行辐照度Es（λ）和下行漫辐射照度Edif（λ）来模拟不同波长的天空漫射光分布，并根据水面风速求取粗糙水面的反射函数，然后将上述结果代入到水体辐射传输数值模型进行ρ（λ）估算。