针对多角度偏振成像仪（Directional Polarimetric Camera, DPC）数据，提出了基于多角度多光谱偏振信息的气溶胶光学厚度反演方法。该方法使用Nadal-Breon半经验模型计算地表偏振反射率，以扣除地表影响；采用倍加累加法矢量辐射传输模型构建气溶胶参数查找表，通过计算最小残差，动态确定最优气溶胶模型，从而实现陆地上空气溶胶光学厚度的反演。使用DPC的L1级条带数据，反演获得了中国东部地区气溶胶光学厚度的空间分布，并与MODIS产品和AERONET地基站点数据分别进行了对比，反演结果与MODIS气溶胶产品的整体分布具有很好的一致性；同时，与AERONET地基站点观测结果具有较高的相关性，670 nm和865 nm两个波段的相关系数都在0.8以上，说明该算法模型反演陆地上空的气溶胶光学厚度准确可靠，可为DPC遥感大气气溶胶提供技术支持。
气溶胶 光学厚度 偏振信息 多角度 高分五号卫星 aerosol optical thickness polarized information multi-angle Gaofen-5 satellite
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所 通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
采用偏振辐射信息反演云顶高度时, 为了减小由云层及地表偏振辐射特性变化带来的反演结果不确定度, 使用490 nm和865 nm通道多角度偏振信息反演卷云云顶高度.理论分析大气顶偏振特征, 给出490 nm与865 nm通道偏振特性差异, 说明使用此两通道偏振反射率差反演云顶高度的可行性.假设卷云为一般种类混合模型(General Habit Mixture, GHM), 使用倍加累加矢量辐射传输模型计算和分析大气顶490 nm和865 nm通道偏振反射率差对卷云有效粒子半径、光学厚度和云顶压强的敏感性.分析表明, 当卷云光学厚度大于3时, 偏振反射率差对有效粒子半径和光学厚度的变化不敏感, 对云顶压强变化敏感.根据敏感性分析结果选择适当的参数构建偏振反射率差查找表, 使用查找表方法反演POLDER3数据的卷云云顶高度, 并与POLDER3产品和MODIS产品进行比较.结果表明, 与POLDER3的官方算法相比, 使用偏振反射率差查找表方法有更宽的散射角适用范围, 反演结果与MODIS产品有更好的一致性.
多角度 偏振信息 卷云 云顶高度 反演 multi-angle polarized information cirrus cloud cloud top height retrieval
大连理工大学 机械工程学院, 辽宁 大连 116023
分振幅式偏振探测成像系统的各分光路图像之间存在位置误差, 率先完成各分光路图像之间的图像配准是进行偏振探测的前提条件。针对探测过程中, 目标特征不明显、图像特征难以提取、各分光路图像间灰度变化较大的问题, 提出适用于分振幅式偏振探测成像系统各分光路图像的相似性度量函数, 并在此基础上, 完成各分光路图像间的配准工作。首先, 根据图像间的位置误差会造成偏振信息图像中出现信息异常区域的原理, 研究了相似性度量函数的提取算法; 接着, 根据探测系统的各分光路的成像特点, 确定图像间的几何变换参数; 以遗传算法作为参数优化搜索算法, 搜索得到最优的几何变换参数, 完成整个图像配准算法的设计; 最后, 分别利用构造图像和实际采集图像, 对配准算法进行了验证, 并以图像间互信息值(MI)衡量图像配准的精度。实验结果表明: 配准后的构造图像的MI为2.692 5, 高于特征配准方法的实现精度; 实际采集图像配准后的MI达1.849 3, 同样高于特征配准方法的实现精度。基本满足偏振探测系统的图像配准需求。
偏振探测成像系统 图像配准 偏振信息 相似性度量函数 互信息 imaging polarimeters image registration polarized information similarity metric function mutual information
