MODIS数据辅助的GF-1影像晴空光合有效辐射反演-IngentaConnect.PDF

第 33 卷 第 4 期 农 业 工 程 学 报 Vol.33 No.4 2017 年 2 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Feb. 2017 217 ·农业信息与电气技术· MODIS 数据辅助的 GF-1 影像晴空光合有效辐射反演 王利民，刘 佳，杨玲波，滕 飞，杨福刚，邵 杰 （中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京100081） 摘 要：面向农作物产量监测对中高分辨率遥感数据光合有效辐射（photosynthetically available radiation ，PAR ）反演的 实际需求，该文选择山东省禹城市 2014 年 1 月至 2014 年 12 月共 13 景 GF-1/WFV 卫星影像作为数据源，基于中分辨率 成像光谱仪（moderate-resolution imaging spectroradiometer, MODIS ）地表反射率产品作为辅助数据源，开发了适于业务运 行的 WFV 数据气溶胶光学厚度（aerosol optical depth, AOD ）及PAR 的反演算法。算法核心是采用 6S （second simulation of satellite signal in the solar spectrum ）大气辐射传输模型，建立包括AOD 在内的大气参数与查找表（look-up table, LUT) ， 结合大气顶层太阳入射辐照度及卫星入瞳处辐射亮度值反演地表反射率数据，通过与 WFV 蓝光波段地表反射率数据对比 获取大气参数。通过反演的大气参数计算 400~700 nm 连续光谱区间的 PAR 值，并建立 WFV 数据离散红、绿、蓝光波段 与连续光谱区间 PAR 的转换系数，实现WFV 数据 PAR 的反演。其中，WFV 蓝光波段反射率数据与 MODIS 地表反射率 数据关系、离散到连续谱段 PAR 的关系可以从美国地质勘探局（United States Geological Survey, USGS ）提供的典型地物 波谱库数据理论计算获取。利用中国生态系统研究网络（chinese ecosystem research network, CERN ）禹城站地面观测值进 2 行验证结果表明，该文提出的算法总体精度达到 92.63%，平均绝对误差为 14.56 W/m ，平均相对误差 7.37%，具有业务 应用的潜力。 关键词：遥感；辐射；光谱分析；光合有效辐射；GF-1；WFV ；气溶胶光学厚度；查找表 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.04.030 中图分类号：S127 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2017)-04-0217-08 王利民，刘 佳，杨玲波，滕 飞，杨福刚，邵 杰. MODIS 数据辅助的 GF-1 影像晴空光合有效辐射反演[J]. 农业工 程学报，2017，33(4)：217－224. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.04.030 Wang Limin, Liu Jia, Yang Lingbo, Teng Fei, Yang Fugang, Shao Jie. GF