卫星叶绿素反演算法在大太阳天顶角条件下的适用性评估

发布日期:2017-02-20 阅读:1780

       近日,我室硕士生李豪(指导老师何贤强研究员) 在Journal of Applied Remote Sensing发表了关于卫星叶绿素反演算法在太阳天顶角条件下的适用性评估的文章。

       多种经验算法被水色卫星用于业务化反演全球海洋的叶绿素浓度,如SeaWiFS使用的OC4V4算法和MODIS使用的OC3M算法。然而,这些算法是基于主要在中低太阳天顶角(SZA<70°)下观测的实测数据集来进行的建立和验证。当前,伴随着静止水色卫星的发展,水色观测能够从早晨持续到下午(包含大太阳天顶角的环境),因此,经验叶绿素反演算法能否适用于大太阳天顶的情况则有待研究。在本文中,使用实测水色数据集NOMAD评估了七种广泛应用的叶绿素反演算法(OC2,OC3M,OC3V,OC4V4,CLARK,OCI,YOC)。结果显示,在大太阳天顶角下,七种算法精度明显下降。举个例子,对于OC4V4算法,相对百分比误差RPD和均方根误差分别为13.78%和1.66μg/L对于全体验证数据集,对于太阳天顶角度在30°到40°之间的数据,这两个值分别为3.95%和1.49μg/L,而使用太阳天顶角度大于70°的数据进行算法评估时,这两个值增加到了30.45%和6.10μg/L。调整各算法的系数只能对其在大太阳天顶角下的表现有较小的提升。经过分析,二向反演特性和蓝绿波段比值的低敏感性是算法在大太阳天顶角下适用性降低的主要原因。

引用:Li, H., X. He, Y. Bai, X. Chen, F. Gong, Q. Zhu and Z. Hu. Assessment of satellite-base chlorophyll-a retrieval algorithms for high solar zenith angle conditions. Journal of Applied Remote Sensing, 2017, 11(1):012004

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七种算法的反演结果与实测叶绿素浓度的比较。左边一列为大太阳天顶角(>70°)的数据集验证结果,右边一列为中低太阳天顶角(30°~40°)的数据集验证结果。


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