积雪表面高光谱多角度偏振信息提取与建模研究

As a typical feature, snow on the ground with reflective properties will change as the nature’s change, the change of the radiation balance of the Earth system has a significant role. Remote sensing technology can be described as using the reflection spectrum information of the nature of snow, while the snow surface reflection process there is a marked polarization characteristics. Especially in high latitudes, the polarization information of remote sensing technology will be available in a very effective supplementary information. Here the snow surface to the different nature of the research object, based on the multi-angle hyperspectral polarized measurement methods to get the snow surface 2π space polarized reflectance information, determines its bi-polarized reflectance distribution (BPDF); then, in the existing linear and basic nonlinear polarization reflection model, based on the existing polarization theory building polarized reflectance model for snow; and tried on the basis of the validity of the measured polarization and polarized image information to validate the model, analyzes snow reflection intensity polarized model combines information retrieval feasibility parameters of snow. Snow surface polarized reflectance model to determine not only completes representation of radiation corresponding features between the snow surface and the electromagnetic wave, but also provides additional information on valid input parameters for the remote sensing technology to estimate snow.

积雪作为地面的典型地物，它的反射特性会随着其性质变化而改变，这种改变对地球系统的辐射平衡有很大的作用。遥感技术中利用反射光谱信息可以描述积雪的性质，同时，积雪表面的反射过程也存在着明显的偏振特性。尤其是在高纬度地区，偏振信息将会成为现有遥感技术一种非常有效的辅助信息。这里以不同性质的积雪表面为研究对象，基于多角度高光谱偏振测量方法，获取2π空间积雪表面的偏振反射信息，确定其双向偏振反射分布特征(BPDF)；随后，在现有的线性与非线性偏振反射模型的基础上，基于现有偏振理论构建适合积雪的偏振反射模型；并且试图依据实测偏振信息与偏振影像验证模型的有效性，分析积雪偏振模型结合反射强度信息反演积雪参数的可行性。积雪表面偏振反射模型的确定，不仅能完整的表示积雪表面与电磁波之间的辐射相应特征，同时也为遥感技术反演积雪参数提供额外有效的输入信息。

积雪作为地表的典型地物类型之一，其反射特性受到积雪性质变化的影响而改变。尤其是积雪反射的变化对地球系统辐射平衡起到关键作用。遥感技术中利用反射光谱信息可以反映出积雪性质分布与变化，同时积雪表面反射过程也存在偏振特性。如果想完整表示积雪反射光学特性，偏振是不可获取的一个光学参量。.尤其是在高纬度地区，入射光角度的增加会使产生的偏振信息增加，从而有望成为辅助现有遥感技术的一种有效方法。本研究以不同性质的积雪表面作为研究对象，利用多角度偏振反射光谱信息，在2π空间描述了积雪的偏振反射分布与强度分布信息，确定了积雪表面的偏振与反射强度分布特性，随后，在现有反射强度模型中，考虑了镜面核，构建了新的积雪反射模型；并且评价了现有偏振反射模型的计算能力。.通过研究发现，本项目提出的反射模型提升了积雪表面反射的计算能力，尤其是在积雪污染和积雪粒径估算方面，并且说明了现有偏振反射模型对真实积雪表面偏振反射特性计算能力不足。这说明，考虑积雪表面偏振反射特性不仅能完整的表示积雪表面与电磁波的相互作用过程，也为遥感技术反映积雪参数提供了额外有效党的输入信息。