天空光遮挡法水体光谱测量便携版漂浮式光学浮标研发与应用

作者：田礼乔; 李森^*; 孙相晗; 孙兆华; 宋庆君

来源：遥感学报, 2022, 26(01): 211-220.

• 水色遥感
• 水体光谱
• 现场测量
• 天空光遮挡法
• 便携版漂浮式光学浮标

离水辐亮度L_w(Water-leaving radiance)是水色遥感现场观测中的关键物理量之一,由其计算获得的遥感反射率R_(rs)(Remote sensing reflectance)是水色遥感参数反演的最基本参数。天空光遮挡法SBA (Skylight-blocked approach)可以直接测量水体离水辐亮度,作为一种新兴方法具有较强的推广应用潜力。本文介绍了基于天空光遮挡法的便携版漂浮式光学浮标FOBY-P (the Portable Floating Optical Buoy),其具有浮体自阴影小、布放简便等优势,在中国近海开展的现场观测实验结果表明:(1) FOBY-P结构设计上能在一定程度上避免太阳天顶角较大条件下浮体的自阴影遮挡影响,初步评估结果表明其400—700 nm自阴影影响在浑浊水体<5%,在清洁水体约为1%—3%;(2)在高海况下,传感器倾角随海况增大而变化剧烈,FOBY-P能保证在3—4级海况下观测倾角小于5°的有效观测占比超过50%;(3)通过与基于水面以上法的三通道TriOS RAMSES高光谱辐射计同步观测结果对比,二者一致性较高(r>0.9),在490—565 nm波长范围内R_(rs)的偏差<5%,差异可能由观测方法不同引起,水面之上法水—气界面校正的不确定性可能是引起部分偏差的重要因素之一。该研究表明便携版漂浮式光学浮标(FOBY-P)可满足近海较高等级海况(3—4级)下的复杂水体现场观测需求,随着针对FOBY-P的数据质量控制与处理方法的不断优化,有望获取更高质量的现场水体光谱观测结果。

• 单位
  国家卫星海洋应用中心; 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室