耦合地表方向反射特性的城市地区气溶胶光学厚度遥感反演

作者：田信鹏; 高志强^*; 刘强; 王德; 王跃启

来源：遥感学报, 2022, 26(11): 2219-2233.

• 气溶胶光学厚度
• 地表方向反射
• 核驱动模型
• MODIS
• Landsat 8 OLI

地气分离是气溶胶光学厚度AOD (Aerosol Optical Depth)卫星遥感反演中的难点之一，当前大多反演算法一般将地表假定为朗伯体，这使得反演结果在城市等高异质地区具有较大的不确定性。本文利用长时间序列MODIS BRDF/Abledo产品，通过离散余弦变换的惩罚最小二乘估计时空滤波算法构建了地表BRDF形状因子先验数据集。通过耦合考虑地表各向异性反射特性的辐射传输前向模型及半经验核驱动模型，以先验数据集为驱动进行地表参数估算，实现考虑地表BRDF效应的气溶胶遥感反演。基于该算法，以北京为研究区开展了Landsat 8 OLI传感器反演实验，并使用AERONET地基观测数据及与朗伯假设和地表反射率数据库支持反演进行交叉对比，结果表明，新算法在城市/植被地区的反演点对在期望误差线内比重为84.6%/86.0%，可以有效改善朗伯假设对AOD的高估。通过与MODIS气溶胶产品（MOD04/MCD19A2）对比，新算法获取的AOD与AERONET观测值具有更高的一致性，城市站点反演结果在误差线内占比较DT、DB、DTDB及MAIAC产品分别提高了46.8%、13.9%、14.7%及4.4%，且有效对比点数高于MODIS产品。新算法可以获取500 m空间分辨AOD，能提供空间更为连续的气溶胶细节信息，显示了在支持区域污染精细管控及污染物溯源等领域的应用潜力。

• 单位
  山东省海岸带环境过程重点实验室; 中国科学院烟台海岸带研究所