我国新型海洋水色卫星遥感资料处理方法研究

China has launched two ocean color satellites (HY-1A/1B) and four more (HY-1C/D, HY-1E/F) will be launched in the near future years. The applications of ocean color products derived from the satellite data, however, are strongly limited. Main reasons of the limitations are the poor data quality of the remotely-sensed images and the low accuracy of inversion algorithms. To fill these gaps, an innovative data processing system will be developed in this proposal, and the system combines (1) the radiance calibration approaches including the on-board radiance cross-calibration technology; (2) the new atmospheric correction procedures including the one based on the ultraviolet wave bands for Case 2 waters; and (3) the new inversion algorithms to improve the accuracy of HY-1C/D products including the one based on ultraviolet remote sensing techniques. The system could become a supporting technique for the advances of the national ocean color satellites project, to improve the contributions of China satellites in the international ocean color community, and to enlarge the applications of the ocean color data in scientific studies and the marine environmental monitoring.

我国已发射了2颗海洋水色卫星(HY-1A/1B)，计划将发射4颗后续水色卫星(HY-1C/D, HY-1E/F)，卫星遥感数据的质量和反演产品的精度是制约我国海洋卫星遥感数据推广应用的最关键因素之一。本课题依托我国海洋卫星工程，以海洋大气辐射传输理论和海洋水色遥感机理为基础，从卫星遥感辐射测量精度问题、海洋二类水体大气校正新方法、海洋水色遥感产品质量和精度问题等方面来探讨我国海洋卫星产品的质量和影响机制问题，形成在轨交叉辐射定标技术、基于紫外波段的二类水体大气校正技术、紫外海洋水色遥感技术等方面的创新点。课题成果可以为我国海洋卫星工程提供技术支撑，推动我国海洋卫星在卫星规划、技术指标、数据规范、处理方法和遥感应用等方面与国际先进水平接轨，推动我国海洋卫星在国内科研领域和海洋环境监测行业的应用，提高其对国际海洋水色遥感的影响力和贡献率。

我国已发射了2颗海洋水色卫星(HY-1A/1B)，刚于2018年9月发射了1颗水色卫星(HY-1C)，计划将发射3颗后续水色卫星(HY-1D,HY-1E/F)，卫星遥感数据的质量和反演产品的精度是制约我国海洋卫星遥感数据推广应用最关键因素之一。针对我国水色卫星特点，开发了海洋大气耦合辐射传输模型，并生成了我国海洋水色卫星（HY1C）的大气瑞利和气溶胶查找表，用于HY1C遥感资料处理软件系统。研制了水体颗粒散射相函数测量系统,获取散射光的光强与偏振信息，更透彻地揭示光在水体中的散射机理与海洋水体颗粒物特性，为离水辐照度数据的精确反演提供依据。研制了偏振光场测量系统，得到HY-1C星水色仪及紫外成像仪的偏振响应曲线，用于水色仪能量修正，获取更高的离水辐射量精度。提出一种基于仿真技术的水色卫星定标技术，对HY-1B卫星资料进行了精度评价，对于解决常规场地定标受选址环境影响难题有了新的突破。开展了基于分层模型的大气校正方法研究，形成了卫星资料的处理软件，并用于我国刚发射的HY-1C卫星资料和高分5号高光谱资料的大气校正，相关结果与同期的MODIS和GOCI等卫星资料进行了精度比较。针对HY-1C卫星COCTS的波段7存在的氧气和水汽吸收带问题，向有关部门提出了《关于HY-1D卫星COCTS波段7设置调整的建议》，已得到国家科工局和航天5院的组织论证。组织召开了海洋光学遥感国际研讨会，国际研讨会的顺利召开有助于推动海洋水色遥感和海洋激光遥感的国际前沿技术的交流与合作，为相关领域不同学科研究经验交流提供了平台，为我国新一代水色极轨卫星以及未来静止水色卫星和激光卫星发展。