星载超光谱热红外数据大气校正方法研究

不依赖于外部辅助大气实测数据的高质量大气校正是制约星载高光谱热红外对地观测数据潜在应用能力的国际性难题，目前已有的方法都存在较大的的局限性，迫切需要更为深入的研究或者打破常规思路以一种新的视角来解决这一难题。本研究拟通过两级优化来提高大气校正的精度：一方面，深入研究不依赖外部数据的超光谱定量大气校正模式和方法，拟通过分别反演水汽线吸收光谱透过率和水汽连续吸收光谱透过率然后整合出水汽总体光谱透过率的方式，来突破大气校正中透过率谱反演这一瓶颈难点，继而形成一套新的超光谱定量大气校正方法；另一方面，采用一种全新的视角，将大气校正与温度比辐射率分离紧密结合起来联合提高反演精度，通过设计具有诊断能力的高精度温度比辐射率分离算法，以及将可调因子引入定量大气校正过程中的重点环节，最终达到由分离算法评估并协助调整大气校正效果的目的。通过以上两级优化，双管齐下，力争实现高质量的超光谱热红外大气校正。

对高光谱热红外数据实施高精度的大气校正，是有效提取地表温度和比辐射率，充分发挥高光谱热红外数据应用潜能的关键因素。但是，由于热红外谱段的特殊性，大气在垂直方向上的温度、湿度以及其它气体组成成分的变化都严重影响大气校正的精度，高光谱热红外数据的大气校正也是国际性的技术难题。目前已有的方法都存在较大的局限性，迫切需要更为深入的研究或者打破常规思路以一种新的视角来解决这一难题。本项目采用两级优化的策略提高大气校正的精度：一方面，深入研究了不依赖外部数据的超光谱定量大气校正模式和方法，通过分别反演水汽线吸收光谱透过率和水汽连续吸收光谱透过率然后整合出水汽总的光谱透过率的方式，突破了大气校正中透过率反演这一瓶颈难点，继而形成一套新的超光谱定量大气校正方法；另一方面，采用一种新的视角，将大气透过率、大气上行辐射、大气下行辐射等关键大气因素与地表温度和比辐射率信息的提取紧密结合起来，基于高光谱热红外辐射传输模型，构建了大气与地表参数的联合反演模型，通过在反演初值估计、方程迭代求解、约束条件设置等方面的具体研究，达到了大气与地表参数的精确反演目的。