山区地表反照率遥感产品尺度转换与产品真实性检验方法研究

Albedo products validation over the mountain terrain can provide the reliable-quality driving parameter for the research of ecological system climate change and surface radiation budget. Currently, rarely researchers pay attention to the albedo products validation over mountain terrain for the reason that the widely distributed heterogeneous, the serious scale and topographic effects. The unknown accuracy of albedo products limited its application over mountain area which occupied almost third parted of planet surface and about two-thirds of the superficial surface for China. The project targeted on finding the effective spatio-temporal upscaling method specified for dealing with the scaling mismatching during the albedo products validation workflows at mountain areas. Also, the achievements of this project are expected to develop a suitable validation strategy with perfect performance to improve the reliability and rigor of albedo validation results over mountain terrain.

山区地表反照率产品的真实性检验能为山区生态系统的能量平衡和气候变化研究提供高精度的驱动因子，提高地表反照率在山区应用的可信度。目前，地表反照率遥感产品的真实性检验大多限制在平坦地表下开展，对于有复杂地形影响而具备强地表异质性和强尺度效应的山区研究甚少。占我国国土面积三分之二的山区地表下，反照率产品精度未知，极大限制该产品在山区的应用。项目拟重点开展山区地表反照率尺度效应问题研究，引入山地辐射传输理论和误差传播定律构建尺度转换模型和误差传播模型，形成山区地表反照率产品真实性检验理论体系。项目研究成果能为全球山区地表反照率产品真实性检验提供理论支持，显著提高地表反照率遥感产品在山区地表下真实性检验的可信度和准确度，扩大地表反照率产品应用的广度。

山区地表反照率产品的真实性检验能为山区生态系统的能量平衡和气候变化研究提供高精度的驱动因子，提高地表反照率在山区应用的可信度。目前，地表反照率遥感产品的真实性检验大多限制在平坦地表下开展，对于有复杂地形影响而具备强地表异质性和强尺度效应的山区研究甚少。占我国国土面积三分之二的山区地表下，反照率产品精度未知，极大限制该产品在山区的应用。项目拟重点开展山区地表反照率尺度效应问题研究，引入山地辐射传输理论和误差传播定律构建尺度转换模型和误差传播模型，形成山区地表反照率产品真实性检验理论体系。项目研究成果能为全球山区地表反照率产品真实性检验提供理论支持，显著提高地表反照率遥感产品在山区地表下真实性检验的可信度和准确度，扩大地表反照率产品应用的广度。.在项目的支持下，主要完成了4块内容：1）地形校正模型的梳理，确定了地形校正模型的物理基础，为构建山区辐射传输模型，提供理论支撑；2）构建了窄波段地表反射率和宽波段地表反照率的查找表，支撑高分辨率地表反照率产品的反演；3）构建了地表反照率的尺度转换模型，支撑地表反照率产品的真实性检验；4）开展了MODIS，GLASS地表反照率产品的真实性检验。项目主要结果为1）考虑地表BRDF特性的地形校正模型理论基础完备， 能够有效的纠正阴影区域的地表反射率，可以防止过校正问题的出现；2）本项目大气纠正后反射率、地形纠正后反射率和坡面反射率这三种反射率中，坡面地表反射率是反演山区地表反照率的最优选择；3）项目发展的地表反照率反演算法具有较好适用性，在站点坡度大于10度地表，均方根误差小于0.035；4）项目构建了考虑地形效应的地表反照率升尺度模型，利用该模型验证MODIS和GLASS产品的结果显示，该两种反照率产品，均受到地形效应的影响，在坡度增加到大于10度时，两者均方根误差均大于0.045。这表明，山区地表反照率产品反演中，必须要考虑地形效应的影响。