窄波段遥感反照率地面测量和产品验证中的尺度问题研究

Narrow-band albedo is estimated from remotely sensed data using bidirectional reflectance distribution model directly. It’s accuracy is critical for other land surface parameters, such as broad-band albedo and emissivity, estimation. But due to the absence of effective instrument and measurements, it is hard to gather field observation data, remote sensing product and narrow-band to broad-band conversion model is seldom validated, which has been one of the most significant error source of global albedo product. This project focused on the narrow-band albedo field observation and scale issue in remote sensing product validation. Spectral albedometer designed by the applicant is improved to obtain multi-sensor narrow-band albedo observation ability. Field observation will be performed at homogeneous, heterogeneous, and slope ground; single point, multi-point and multi-angle sampling strategies will be conducted. Spatial representativeness of field observation will be evaluated and scale transfer model will be performed to get pixel scale narrow-band albedo reference value. Narrow-band albedo product and band transfer model of MODIS, Landsat8、HJ-1A/B will be validated in this project.

窄波段遥感反照率是利用二向反射模型从遥感观测直接估算得到，是评价模型精度的最优选择，其精度对宽波段反照率和其他地表参数反演具有重要的意义。但是由于缺乏有效的地面观测设备和测量手段，目前很难实现窄波段反照率地面数据的获取，导致窄波段反照率数据和波段转换模型缺少足够的验证，是全球反照率产品的最主要误差源之一。本项目在申请人发明的窄波段反照率地面观测设备基础上，改进设备实现多种传感器对应的窄波段反照率观测能力，在均一、异质性平坦和起伏地形区开展地面观测实验，研究站点观测空间代表性和尺度转换方法，生成像元尺度参考真值，实现对MODIS、Landsat8、HJ-1A/B等传感器窄波段遥感反照率产品和波段转换模型的直接验证。

地表反照率反映了地球表面反射太阳入射辐射的能力，是陆面过程模型和气候模型的重要输入参数，对地表能量平衡和全球气候变化具有重要的作用。窄波段遥感反照率是很多宽波段地表反照率估算的中间产品，它的精度对宽波段地表反照率产品的精度有很大影响。申请人在本项目的支持下，针对研究的科学问题，开展了大量的实验、分析和研究工作，在如下几个方面取得了较大研究成果：（I）改进了窄波段地表反照率自动观测设备，针对波段设置、外壳安装、系统检验、不同环境测量方法等方面进行了改进提升；（II）开展了野外观测实验，获取了宽窄波段反照率、地物光谱、气象等野外实验数据；（III）发展了高空间分辨率地表反照率估算方法，基于野外观测数据对波段转换模型和估算结果进行了精度验证。（IV）评价了遥感观测的空间代表性；（V）在尺度转换方法上进行了一些开创新的尝试，发展了基于模型系数的尺度转换方法。.项目共发表学术论文9篇，其中SCI论文8篇；申请并获得国家发明专利1项、国际专利1项，培养毕业研究生2名。本项目已顺利完成了研究内容，达到预期的研究目标。