MODIS数据辅助的GF-1影像晴空光合有效辐射反演-农业工程学报.PDFVIP

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行验证结果表明，该文提出的算法总体精度达到 2 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-1 image clear sky PAR inversion assisted by MODIS