1.一种基于卫星遥感数据的积雪多角度二向反射率反演方法,其特征在于:包括下列步骤:
步骤1:采集遥感数据,进行预处理,得到不同波段的积雪表面单一角度二向反射率;
步骤2:利用C校正模型,消除根据步骤1计算获得的二向反射率的地形效应;
步骤3:基于渐进辐射传输模型构建积雪白空反照率反演模型;
步骤4:构建积雪多角度二向反射率反演模型:式中 是积雪的二向反射率,A是白空反照率, 是假设为半无限弱吸收的积雪介质的反射率,K0(θv)为出射方向的逃逸函数,K0(θs)为入射方向的逃逸函数;
步骤5:利用之前构建的积雪多角度二向反射率反演模型,根据步骤2的结果先反演积雪白空反照率,再输入不同的观测天顶角、太阳天顶角,相对方位角,反演出积雪多角度二向反射率。
2.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感数据的积雪多角度二向反射率反演方法,其特征在于:所述步骤3中,渐进辐射传输模型是建立在假定积雪层是半无限弱吸收介质的基础上,模型表达式如下:
式中 是积雪的二向反射率,γ是吸收系数,表达式为:γ=4π(χ+M)/λ,式中χ是冰复折射率的虚部,λ是波长,M是雪中污染物浓度参数,粒径相关参数aef约等于13d,这里的d是积雪的等效光学直径;
出射方向的逃逸函数K0(θv)和入射方向的逃逸函数K0(θs)通过以下的公式表示:是假设为半无限弱吸收的积雪介质的反射率,计算方式如下:式中,cosθs和cosθv为太阳天顶角和观测天顶角的余弦值, 为相对方位角余弦值,在p(Ω)计算中,Ω单位为度,取值区间为0~180°。
3.根据权利要求2所述的一种基于卫星遥感数据的积雪多角度二向反射率反演方法,其特征在于:所述步骤3中,白空反照率A由以下模型反演:式中, 为单一角度遥感数据处理后得到的单波段反射率。
4.根据权利要求3所述的一种基于卫星遥感数据的积雪多角度二向反射率反演方法,其特征在于:所述步骤4中,考虑白空反照率A还能由下式计算:将该算式结合到渐进辐射传输模型应用于积雪反射率的模型表达式,得到积雪多角度二向反射率反演模型,该模型消除等效光学雪粒径和污染物浓度两个参数,简化为积雪白空反照率A一个参数。
5.根据权利要求4所述的一种基于卫星遥感数据的积雪多角度二向反射率反演方法,其特征在于:所述步骤4中,还能得到垂直方向反射率反演模型:
6.根据权利要求l所述的一种基于卫星遥感数据的积雪多角度二向反射率反演方法,其特征在于:所述步骤2中,分析山区地形的遥感图像每个波段的反射率跟太阳入射角的余弦值之间存在一个线性关系,提出了一个半经验系数C来修正余弦校正中存在的过校正问题,C校正模型如下:
fH=a+b cos(θ1)
fT=a+b cos(θv)
式中,c=a/b,fH是水平地表的反射率,fT是倾斜地表的反射率,θv是倾斜地表的观测天顶角,θ1是水平条件下的观测天顶角。
7.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感数据的积雪多角度二向反射率反演方法,其特征在于:所述步骤5中,观测天顶角的取值区间为0°~90°、太阳天顶角的取值区间为0°~90°,相对方位角的取值区间为0°~360°。
8.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感数据的积雪多角度二向反射率反演方法,其特征在于:还包括步骤6:利用实测数据,对反演结果进行对比分析和评价。