星载激光雷达数据应用于卫星遥感海雾监测的研究

This proposed research is to study sea fog detection using satellite remote sensing data and the data of new satellite active optical sensor - CALIPSO satellite lidar ( CALIOP ). With the advantages of using laser in detection, sea fog and low cloud can be easily detected. Combind with the colocated data of Aqua MODIS, a large amount of sea fog detection samples can be analyzed to get the remote sensed radiation characteristics of various targets. That's the important scientific basis data provided for the sea fog remote sensing. The conventional satellite monitoring technology will be tested and improved in sea fog detection method the sea fog property retrieval method. The accuracy of remote sensing in the area without conventional sea fog observation can be improved. This research method has not been reported in the literature, and it's in line with the international remote sensing research trend of high spatial and temporal resolution and high accuracy, quantitative, multi-sensor remote sensing.

本研究提出将新型卫星主动光学传感器-CALIPSO 卫星的云-气溶胶激光雷达(CALIOP)数据应用于卫星遥感海雾检测的新思路。利用激光在海雾和低云探测方面的优势，明确判别海雾和低云，同时选用同步匹配的Aqua卫星MODIS资料，以大量卫星观测海雾统计样本数据分析多种目标物的遥感辐射特性，为海雾检测提供重要科学依据；在卫星遥感海雾检测方法和特征量提取方法两方面，检验并改进海雾常规卫星监测技术，提高海雾遥感在无海面观测资料区域检测的准确性和定量性，进一步提高海雾遥感监测水平。本研究方法未见文献报道，符合高精度、定量化、高时空分辨率多传感器综合遥感的国际空间遥感研究发展趋势。

本研究提出将新型卫星主动光学传感器—CALIPSO 卫星的云-气溶胶激光雷达(CALIOP)数据应用于改善卫星遥感海雾检测方法的新思路。在卫星遥感海雾检测方法和特征量提取方法两方面，检验并改进海雾常规卫星监测技术。. 通过对CALIOP数据的研究分析，提出采用CALIOP数据识别海雾的算法，并不断进行了改进。利用激光在垂直探测方面的优势，用CALIOP数据确定海雾、水体、低云、中云和高云等其他目标物，再选用同步匹配的MODIS卫星资料，研究海雾等目标物的辐射特性差异，改善卫星遥感海雾检测方法。以大量的星载激光雷达海雾观测统计样本数据分析多种目标物的遥感辐射特性，解决了由于海上观测资料的稀缺，目前海雾卫星遥感检验个例的统计性不够的问题，可为卫星海雾检测提供重要科学依据。. 激光雷达在雾顶高度、光学厚度、能见度等参量的测量和反演上也具有独特优势，为提高探测精度，对水云特别是不透水云（激光未穿透的云层）的CALIOP观测数据进行了细致分析研究。对于CALIOP的非理想系统响应和有限穿透能力进行了深入研究，并给出了相应的校正解决方法。在此基础上，用激光雷达CALIOP数据反演计算海雾光学厚度、雾顶高度和能见度，再利用同步匹配的 MODIS 卫星遥感资料采用常规方法反演相同区域的相应海雾特征量。通过两种方法对同一雾区的测量进行比对研究，改进卫星遥感海雾特征量提取方法。. 采用激光发射波长为532 nm具有平行和垂直偏振通道的激光雷达开展地基和海上观测实验研究和辅助印证。. 该研究可提高海雾遥感在无海面观测资料区域检测的准确性和定量性，进一步提高海雾遥感监测水平。