基于背景知识的全球长时间序列反照率反演

作     者：商荣 刘荣高 刘洋 SHANG Rong;LIU Ronggao;LIU Yang

作者机构：中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《地球信息科学学报》 (Journal of Geo-information Science)

年 卷 期：2015年第17卷第11期

页      面：1313-1322页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：气象行业科研专项(GYHY201106014) 中国科学院战略性先导科技专项(XDA05090303) 国家自然科学基金项目(41171285 41301354) 

主　　题：地表反照率 BRDF MODIS AVHRR 长时间序列 

摘      要：全球范围时空连续的长时间序列地表反照率,对气候模拟与陆面过程研究具有重要意义。针对现有地表反照率产品普遍存在大量的数据缺失、有效反演比例低和时间序列短的问题,本文以多年MODIS和AVHRR数据,通过构建背景知识库进行高时间分辨率的AVHRR和MODIS数据的BRDF参数反演,实现MODIS与AVHRR数据在像元尺度上的定量融合,生成了全球时空连续长时间序列的地表反照率产品。首先,通过假设不同年份同一时期的地表状态不变,利用多年同一时期的MODIS和AVHRR观测数据构造多角度方向反射率,基于BRDF模型反演得到窄波段反照率;然后,通过宽波-窄波转换,得到MODIS的宽波段反照率;最后,结合AVHRR长时间序列优势及MODIS数据多光谱的特点,对二者进行定量融合,生成具有高度一致性长时间序列地表反照率产品。验证结果表明,本文地表反照率产品在地表异质性较小时与SURFRAD地面实测反照率之间具有非常好的一致性,在无积雪覆盖时与MODIS反照率产品之间吻合良好。本文的地表反照率产品无时空缺失,且时间覆盖率得到了极大的提高,能支持气候模式模拟与陆面过程模型进行近30 a来的地气系统模拟研究。