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申请/专利权人：武昌首义学院

摘要：本发明公开一种基于双星组网的城市高分辨率气溶胶光学厚度反演方法。首先，实现城市区域云云阴影的识别，以及高分一号与高分六号宽幅相机WFV的交叉辐射定标；其次，构建适用于高空间分辨尺度下复杂城市的地表反射率库，实现地表‑大气信号解耦；再次，采用基于AERONET的城市气溶胶模式精细化估计方案，优化城市气溶胶模式，降低由气溶胶模式估计不准确导致的反演误差；最后在获得高空间分辨观测数据16m的同时，将重访周期由传统高分国产卫星的2‑4天提升到双星组网的1‑2天，解决以往AOD产品高空间分辨率和较短重访周期相互矛盾的难题。本方法能够实现高分卫星在城市地区的气溶胶光学厚度高精度反演，具有执行简单，准确度高和适用性广泛的特点。

主权项：1.一种基于双星组网的城市高分辨率气溶胶光学厚度反演方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1，云云阴影的识别与分离，交叉辐射定标：利用基于空间光谱自适应修正的多尺度特征融合获取高精度云区；并以Landsat-8OLI为参考传感器，实现搭载在高分1号与高分六号卫星上WFV传感器的交叉辐射定标；云云阴影的识别与分离实现方式为，引入云云阴影、非云亮地表和霾的光学、几何形态、纹理以及空间和光谱关联约束条件，实现方法包括：1考虑目标纹理和几何特征，利用多尺度卷积特征融合方法，实现城市区域云云阴影、非云亮地表的识别；2克服高分传感器波段受限的劣势，充分挖掘可见光和近红外波段的空间和光谱特征，发展空间光谱自适应的云霾识别方法，实现云与霾的分离；3利用第2步中云霾识别的数据修正第1步的云检测结果，将第1步中被误判为云的霾像元分离出来，最终得到优化的云掩码，解决城市地区霾被误判为云后AOD反演失效的难题，为后续地表-大气信号分离提供准确的云掩码；步骤2，地表反射率建库：利用考虑到城市后向热点效应显著的特征的半经验BRDF模型，进行复杂城市地表的地-气解耦，得到地表反射率结果，将其输入太阳光谱矢量6SV辐射传输模型对应的地表二向反射率参数模块；具体使用RPV模型对WFV进行地表反射率建库，包括三个步骤：1首先收集长时间序列晴空气体校正的WFV表观反射率；2然后通过大气校正得到WFV地表二向反射率数据来拟合RPV模型，基于模拟退火算法设置MODISBRDF参数作为初始值；3最后，与MODIS业务系统中BRDFalbedo反演的质量评估类似，使用均方根误差RMSE和决定权WoD这两个指标来评估WFV的地表BRDF建模的准确性；此外，利用这两个指标的阈值组合来过滤掉四季中不适合参与BRDF模型建模的像素，避免AOD反演中相对较大的不确定性；步骤3，气溶胶模式精细化估计：利用基于地基遥感AERONET得到的气溶胶模式精细化估计结果，将其输入6SV辐射传输模型对应的区域自定义气溶胶模式模块；步骤4，完善6SV辐射传输模型输入参数的要求，建立查找表并根据大气层顶反射率TOA进行数据匹配，实现AOD反演；步骤5，结合地基站点AOD数据，以及遥感气溶胶产品MODIS的气溶胶光学厚度产品，对高分卫星气溶胶光学厚度的空间分布特征进行验证和评估进行验证。

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