动态融合多源遥感数据反演地表太阳辐射的研究

地表太阳辐射是地表陆面、水文和生态等过程的主要能量来源。实现对其观测具有重要的理论和现实意义。但现有地表太阳辐射观测网络密度较低，在条件比较艰苦区域甚至没有观测。目前，使用卫星遥感数据估算地表太阳辐射是克服以上困难的唯一手段，其反演过程可分别在极轨卫星和静止卫星两个平台上进行。极轨卫星传感器（如：MODIS）具有较高光谱分辨率，可以较精确获取大气信息，但时间分辨率较低；静止卫星（如：MTSAT）具有较高的时间分辨率，较好的反映了大气的动态变化，但光谱分辨率较低。本项目将探索动态融合两种卫星平台优势的方法，发展新的融合反演算法，提高地表太阳辐射遥感估算的精度，从而为区域陆面过程、水文过程和生态过程的模拟，以及分析地表太阳辐射的时空变化规律提供可靠的数据保障。

地表太阳辐射驱动整个陆表过程的运动。由于受云的影响，地表太阳辐射的空间异质性较高，但地表辐射台站在空间分布的稀疏，不能有效获取辐射的时空分布。遥感为解决该矛盾提供了有效手段。目前，国际上利用遥感数据反演地表太阳辐射的主要方法为利用极轨卫星的多光谱分辨率或利用静止卫星的高时间分辨率。但鲜有结合该两种卫星各自优势获取地表太阳辐射的遥感反演算法。在本研究中，首先，我们发展了一个宽波段辐射传输参数化方案，其可以利用极轨卫星反演的大气产品为输入高效反演地表太阳辐射；其次，利用非参数回归建立的极轨卫星大气产品和静止气象卫星多通道信号的函数关系，利用此关系可以获取高时空分辨率的大气参数产品；再次，将静止卫星反演的大气参数产品带入所发展的辐射传输方案获取高时空分辨率地表太阳辐射；最后，利用地表实测站点数据在小时、天和月时间尺度上对所反演的太阳辐射进行验证。结果显示，该方法可以结合极轨和静止气象卫星数据，快速准确的获取地表高时空太阳辐射产品。