应用先验BRDF原型数据库反演地表反照率
- 作者：张虎焦子锑黄兴英董亚冬李佳悦
- 会议时间：2012-10-20
- 关键词：BRDF ; 先验知识 ; 反照率
- 作者单位：北京师范大学地理学与遥感科学学院/遥感科学国家重点实验室/数字城市北京市重点实验室 北京100875
- 母体文献：第十八届中国遥感大会论文集
- 会议名称：第十八届中国遥感大会
- 会议地点：武汉
- 主办单位：中国感光学会
- 语种：chi
- 分类号：P63;F30
摘要
本文介绍了一种基于先验二向反射分布函数(BRDF)原型先验数据库反演地表反照率的算法.该算法以核驱动模型为理论基础,首先借助各向异性平整指数(AFX)对BRDF形状的指示作用,将地表69组数据分成四类并建立BRDF原型先验数据库.先验BRDF原型数据库直观地刻画了几何光学效应以及体散射效应对地表BRDF形状的影响作用,同时该BRDF原型不依赖于地表类型.在反演地表反照率时,用四类原型分别去拟合观测数据,选择拟合误差最小的原型作为地表下垫面各向异性的先验知识.将此算法应用到地表观测数据中,从均方根误差(RMSE)累计直方图可以看出,全反演略优于原型反演,但二者差异不显著,前60组数据在红波段的累积RMSE相差小于0.01,在近红外波段约为0.02;白天空反照率极为相近,在红波段,相关系数为0.9925,平均绝对和相对差异为0.007,5.45%,在近红外波段,相关系数为0.9780,平均绝对和相对差异为0.018,5.21%;黑天空反照率的相关性随着太阳天顶角的增大而增强,太阳天顶角从0度变化到60度时,红波段相关系数从0.9877变化到0.9931,平均绝对和相对差异分别从0.010和8.32%变化到0.007和5.53%,在近红外波段有类似的结果,随着太阳天顶角的增大,相关系数从0.9669变化到0.9787,平均绝对和相对差异分别从0.025和7.56%变化到0.017和5.01%;进一步分析,在红和近红外波段白天空反照率分别有1组和8组数据的相对差异大于0.05,这与BRDF原型的代表性有关,目前仅使用地表69组观测数据作为先验知识,为获得更具有代表性的BRDF原型,先验数据还需要进一步扩充和完善,下一步将在先验知识中添加MODIS数据,以及用MODIS数据验证本算法的精度.该算法对缺乏多角度观测能力的星载传感器的反照率反演有重要的参考价值.