6S纠正模型 帮助1.doc

6S 纠正模型 帮助 1 1.首先来看看太阳光线从太阳到地面传输过程中的散射问题：部分的太阳辐射在大气中 就通过散射等方式直接返回太空中，这样入射到地面的辐射就会损失，同时他们到达 传感器时并没有携带地面目标地物的任何信息部分射向地面的散射光线可以到达地 面，它可以补偿部分的直射光线的损失，但是整个的到达地面的入射光线的总量还是 有部分的损失这部分通过散射方式而到达地面的光线对于地物的反射量也做贡献2.在地表到传感器过程中的大气影响有两部分光线：地表反射的光线（太阳直射光线 和散射光线到达地表的部分）和散射的光线（太阳射出的光线通过散射方式直接返回 太空而射向传感器的部分） 这些光线在射向传感器的过程中也会被散射这样传感器 接收到的指定位置的光线有部分可能来源于其他位置的地物反射光线的散射结果如 果地表物体较均匀，这些散射的影响较小，如果地表类型较复杂时就会在传感器中增 加周围地物的噪 音3.地表反射的光线中有部分会发生后向散射，这部分光线会重新返回地面，经过地物的 反射再次射向传感器，地面与大气的后向反射会多次的往复进行，但是经过一两次的 相互作用后它的光线强度会很弱，可以不予考虑了。

大气吸收的效果 1.O2,O3,H2O,CO2,CH4,N2O,通常情况下认为 O2, CO2,CH4,N2O 的含量是固定的，同时他们 在大气中是均匀分布的，O3,H2O 的含量是随着时间和位置而改变的，后面的两种气体 是我们研究的重点对象气体吸收辐射的能力跟旋转能量，震动和电子的状态有关， 旋转能量较低，因此他们释放和吸收低频（长波）的光子，在微波到远红外波段震 动方式跃迁时主要吸收近红外波段以电子方式跃迁时能量更大，主要吸收紫外到可 见光波段由于跃迁发生在不连续的离散的位置，所以吸收系数随着频率的变化会有 巨大的改变 2.H2O：对光谱的吸收主要是在波长大于 0.7um 以上的位置，O3在 0.55-0.65um 和波长 小于 0.35um 处进行强烈的吸收，所以限制了传感器接收小于 0.35um 的光线二氧化 碳的吸收主要是波长大于 1um 的辐射，但是它比水的吸收作用弱很多，所以它只是会 稍微改变水的吸收曲线，从而使水的吸收曲线会稍微上下的波动O2只吸收波长为 0.7um 的辐射CH4吸收 2.3um 和 3.35um，N2O 吸收 2.9um 和 3.9um 3.对地观测的理想的大气窗口：0.4um～0.75um，近红外和中红外波段： 0.85，1.06，1.22，1.60，2.20um。

4.大气的吸收过程中，臭氧在很高的高空分布，它的吸收跟地物的高程关系不大，但是 水蒸汽的分布主要是在近地面的低空，跟地物的高程关系很大，但是水蒸汽的分布不 但随着高程而变化，而且不同的地方变化也很大，所以很难来准确将水蒸汽浓度进行 模拟 目标地物的方向反射特征：在 6S 中，在大气顶部接收到的目标地物反射出的光线可以分 成四部份， 1.太阳的直射到达地面的光线，经过地物反射而直接到达传感器 2.被散射的太阳光线经过地物反射而直接传到传感器 3.经过地物反射的太阳的直射光线在传向传感器的过程中被大气散射，然后在到达传感 器 4.与地物作用一次而至少与大气发生两次作用而传入传感器的光线，入经过大气散射而 到达地面，经过地面反射然后到达大气中又经过散射才传入传感器的光线大气吸收和散射的相互作用 1.臭氧出现在气溶胶和大气分子稀少的高度，因此这里的太阳入射光线和反射回去的光 线几乎不会发生散射作用此时我们只考虑臭氧的吸收问题 2.H2O 和 CO2他们会吸收近红外和中红外波段，在近红外和中红外波段，分子的散射可 以不予考虑（分子散射主要发生在可见光波段，由于原子和分子的直径较小而引起的 散射） ，在近红外波段和中红外波段我们只要考虑气溶胶的散射问题，从真实大气环境 模拟的结果表明，在超过 0.85um 波长后，一次和二次散射几乎构成了整个散射的量， 也就是说，不用再考虑三次以上的散射了，因为气溶胶散射具有明显的前向散射的特 征，很大部分的散射光线会沿着光线原来入射的方向继续射出。

因此我们可以认为， CO2 和 H2O 对散射的光线的吸收作用与对太阳直射光线的吸收作用相近，所以水和 二氧化碳对大气的直射光线和散射光线都具有吸收的作用 3.O2对大气的吸收波段十分集中，而且波段的位置很窄，而且 O2 的含量较固定，通常 认为它的吸收是一个定值模型的使用 1.这个模型处理的数据是无云条件下波长为 0.25～4um 的数据，它考虑了 H2O，O2，CO2，O3的吸收作用和分子与气溶胶的散射问题 2.需要输入的参数为 几何位置信息 大气组分 气溶胶的类型和浓度 光谱特征 地表反射率（光谱类型和变化）。