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遥感定量反演算法研讨会 几个关键地表参数的遥感反演问题 刘荣高 中国科学院地理科学与资源研究所 内容 • 遥感反演的基础问题 • 几个参数的遥感反演 地表反射率 地表反照率 叶面积指数 • 遥感反演的未来方向 遥感反演的几个基础问题 • 什么是遥感反演？ 遥感获得的辐射信号信息是某些参数的函数， Ri (i=1,N)= f(Pj(j=1,M) ) 其中，R 为某波段的遥感信号，P 为参 i(i=1,N) j(j=1,M) 数，f()为函数/模型； 获得的是R ，需要求P , 需要“遥感反演” i(i=1,N) j(j=1,M) 遥感反演的几个基础问题 为什么要遥感反演？ 函数/模型f()很复杂，非线性的，无法直接建 立观测值R 与参数p 的解析关系，需要用某些 i j 变通的途径从R 求解p ，所以需要遥感反演。 i j 遥感反演的核心问题 • 建立R 与P 的关系(模型)； i(i=1,N) j(j=1,M) • 从系列R =f(P )中求解出P i(i=1,N) j(j=1,M) j(j=1,M) 从N个方程中求解出M个参数，要求至少有 M个观测。 遥感反演的核心问题 • 观测数N通常小于M，测量参数少于求解参 数—病态反演 • 当观测N参数M时一定能求解吗？(否) 很多天的观测或很多波段的观测，可以使 NM，是否可解决病态反演问题？(否) 求解变量与观测变量非正交线性关系 为什么要遥感反演 根本原因： 地表参数与遥感获得的光谱存在非一一对 应的关系，需要排除干扰因素从而得到目 标参数 反演问题的来源： 所获得的光谱有限，而干扰因素无限，需 要进行假设以实现目标参数的提取。 遥感反演方法 • 基于辐射传输模型 建立物理模型，正向模型模拟以输入参数与输出 光谱关系，由此关系从光谱反推获得地表输入参 数的信息 • 基于经验关系的反演 通过某种途径(常为地面观测)直接建立地表参数 与光谱的经验关系 • 辐射模型与经验关系结合 用辐射模型建立参数与光谱的相关关系 怎样评判遥感反演结果 遥感的反演结果精度是什么？ 评判方式： • 地面验证? • 与其它产品比较? • 时空一致性比较？ 本讨论涉及参数 • 气溶胶与地表反射率的分离 • 地表反照率 • 叶面积指数 • 地表温度 叶面积指数 • 基于冠层辐射传输模型 • 基于覆盖分类建立查找表 叶面积指数反演问题 (1) 什么是叶面积指数？ 真实叶面积指数、有效叶面积指数、林下植被叶 面积指数 (2) 冠层模型可靠吗？3D模型比1D模型更准吗？ (3) 依靠LCC的问题？LCC不准？全球分为少数类型？ 什么参数是LCC典型代表？ (4) 典型LCC的参数可靠吗？几乎没有一个反演算法 会告诉LCC的典型参数是如何