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    VIIRS在中國(guó)渤海的遙感反射率產(chǎn)品驗(yàn)證

    2016-10-25 06:48:20朱建華楊安安趙屹立
    海洋技術(shù)學(xué)報(bào) 2016年2期

    李 軍,朱建華,韓 冰,高 飛,楊安安,趙屹立

    (國(guó)家海洋技術(shù)中心,天津 300112)

    VIIRS在中國(guó)渤海的遙感反射率產(chǎn)品驗(yàn)證

    李軍,朱建華*,韓冰,高飛,楊安安,趙屹立

    (國(guó)家海洋技術(shù)中心,天津300112)

    采用星星交叉檢驗(yàn)方法,比對(duì)了VIIRS和MODIS在中國(guó)渤海遙感反射率獲取能力。由對(duì)比結(jié)果得出:在近岸海區(qū)VIIRS和MODIS觀測(cè)能力相似,在渾濁水體VIIRS的遙感反射率高于MODIS。同時(shí)基于2012年9月遼東灣航次獲取的現(xiàn)場(chǎng)遙感反射率數(shù)據(jù)對(duì)VIIRS在渤海海區(qū)的反演能力進(jìn)行了星地檢驗(yàn)。結(jié)果表明:VIIRS在中國(guó)近岸二類水體的反演效果較好,但出現(xiàn)了低估現(xiàn)象,在反演精度上,VIIRS衛(wèi)星Rrs產(chǎn)品的反演誤差遠(yuǎn)離近紅外波段而增大,隨水體懸浮顆粒濃度的增加而增大。

    VIIRS;MODIS;遙感反射比;渤海;檢驗(yàn)

    National Polar-orbiting Operational Environmental Satellite System(NPOESS)Preparatory Project(NPP)發(fā)射于2011年10月28日,隸屬于The Joint Polar Satellite System(JPSS),由NASA,NOAA和美國(guó)空軍共同研發(fā)。Visible and Infrared Imager/Radiometer Suite(VIIRS)是搭載在NPP衛(wèi)星上的傳感器,可收集陸地、大氣、冰層和海洋在可見(jiàn)光和紅外波段的輻射圖像,是MODerate resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS)系列的拓展和改進(jìn),其測(cè)量的地球表面和大氣數(shù)據(jù)被收錄進(jìn) Environment Data Records(EDR)[1]。

    VIIRS衛(wèi)星參考了MODIS和SeaWiFS衛(wèi)星的優(yōu)點(diǎn),提供22個(gè)可見(jiàn)光/紅外通道用以觀測(cè)海洋生態(tài)系統(tǒng)演變、海洋氣候變遷、海洋生態(tài)變化等現(xiàn)象,其同MODIS衛(wèi)星一樣是極軌衛(wèi)星,過(guò)境赤道的時(shí)間在當(dāng)?shù)貢r(shí)間13:30左右,同時(shí)VIIRS衛(wèi)星擁有NOAA的高分辨率,其提供的水色衛(wèi)星空間分辨率是750 m,表1是MODIS和VIIRS在可見(jiàn)光/近紅外的波段參數(shù)。

    The Ocean Data Processing Group(OBPG)對(duì)MODIS和VIIRS的衛(wèi)星數(shù)據(jù)在全球大洋區(qū)域進(jìn)行了交叉檢驗(yàn),肯定了VIIRS的觀測(cè)能力,并把VIIRS的數(shù)據(jù)納入到研究全球海洋環(huán)境變化的數(shù)據(jù)集(EDR)中[2-3]。Wang等[4]比對(duì)分析了VIIRS和MOBY現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)的一致性,驗(yàn)證了VIIRS(提供替代定標(biāo)系數(shù)后)在大洋海區(qū)的準(zhǔn)確性,同時(shí)在夏威夷、美國(guó)東海岸、墨西哥灣等海區(qū)與MODIS衛(wèi)星進(jìn)行星星交叉比對(duì),證明VIIRS和MODIS的一致性,也指出其在近岸海區(qū)的觀測(cè)能力有缺陷。Arnone等[5]基于全球28個(gè)Aerosol Robotic Network–Ocean Color(AERONETOC)站點(diǎn)和南佛羅里達(dá)航次的現(xiàn)場(chǎng)nLw數(shù)據(jù)對(duì)VIIRS進(jìn)行檢驗(yàn),肯定了VIIRS的探測(cè)能力,同時(shí)在美國(guó)東西海岸和墨西哥灣星星交叉驗(yàn)證VIIRS,MODIS,MERIS,證明了MODIS,MERIS,VIIRS基本一致,但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)MODIS和VIIRS在443 nm處出現(xiàn)較大偏差。Hlaing[6]等基于AERONET-OC的兩個(gè)近岸站位LISCO(Long Island Sound)和WaveCIS(Gulf of Mexico)對(duì)VIIRS和MODIS進(jìn)行驗(yàn)證(空間窗口采用3×3像元),證明R12.2(加入替代定標(biāo)系數(shù))后,VIIRS的檢驗(yàn)效果有提高,線性相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.9以上,指出了VIIRS在這兩個(gè)站位海區(qū)的反演效果較好,也證明了VIIRS和MODIS的反演效果較一致,同時(shí)也指出VIIRS需要進(jìn)行近岸海區(qū)的驗(yàn)證來(lái)肯定其反演能力。VIIRS為MODIS的延續(xù)星,確定VIIRS在中國(guó)海區(qū)的數(shù)據(jù)質(zhì)量,可以保證海洋研究的一致性和連續(xù)性,因此,對(duì)兩者在中國(guó)海區(qū)的檢驗(yàn)是非常必要的。

    表1 MODIS和VIIRS在近紅外/可見(jiàn)光的波段參數(shù)

    國(guó)內(nèi)外的很多學(xué)者對(duì)于MODIS在全球海域的產(chǎn)品精度都有詳細(xì)的檢驗(yàn)和分析[7-8]。Bailey等[9]指出自2009年NASA改進(jìn)水色衛(wèi)星NIR大氣校正獲取近紅外波段的迭代模型后,NIR的大氣校正結(jié)果在切薩比克灣的驗(yàn)證效果良好,葉綠素與現(xiàn)場(chǎng)結(jié)果很吻合。Zibordi等[10]基于亞德里亞海的AAOT平臺(tái)數(shù)據(jù)對(duì)MODIS,SeaWiFS、MERIS衛(wèi)星產(chǎn)品在近岸海區(qū)的反演效果進(jìn)行驗(yàn)證,得出MODIS的nLw在443~555 nm的平均誤差在1%~9%左右。Sun等[11]用杭州灣附近的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了MODIS的SWIR大氣校正算法的Rrs產(chǎn)品精度,指出412~869 nm波段的與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)之間的RMSE為0.003 1 sr-1。海洋水色產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)海域應(yīng)用范圍很廣,但高質(zhì)量的海上實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)獲取困難,中國(guó)渤海MODIS標(biāo)準(zhǔn)水色產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)結(jié)果的報(bào)道較少。崔廷偉等[12]基于渤海的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)MODIS數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)。孫凌等[13]用黃東海的觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)MODIS衛(wèi)星數(shù)據(jù)在中國(guó)沿海的真實(shí)性進(jìn)行檢驗(yàn),得出MODIS反演的Rrs與實(shí)測(cè)光譜的形狀基本相似,數(shù)值多數(shù)偏低,特別是在高值區(qū)(約>0.01 sr-1),葉綠素反演結(jié)果較差。反演值整體偏高,且與實(shí)測(cè)值之間不具有明顯的線性關(guān)系。朱建華等[14]基于中國(guó)南海的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了MODIS-T和MODIS-A的精度,指出現(xiàn)場(chǎng)和衛(wèi)星的一致性良好,MODIS-A衛(wèi)星412 nm和443 nm波段的遙感反射比平均相對(duì)偏差小于10%。

    中國(guó)渤海水深較淺,底質(zhì)多為泥沙和軟泥質(zhì),水體的懸浮物濃度較高,有較強(qiáng)的后向散射,水體的富營(yíng)養(yǎng)化較為嚴(yán)重,葉綠素濃度普遍在1 mg/m3以上,為典型的二類水體。為驗(yàn)證VIIRS在中國(guó)渤海的數(shù)據(jù)質(zhì)量和延續(xù)性,在渤海海區(qū)進(jìn)行了星星交叉檢驗(yàn)和星地檢驗(yàn),對(duì)VIIRS遙感反射率產(chǎn)品的獲取能力進(jìn)行評(píng)估。

    1 數(shù)據(jù)和方法

    1.1現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)及質(zhì)量控制

    本文采用的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)為2012年9月10-17日開(kāi)展的遼東灣航次數(shù)據(jù),航次范圍見(jiàn)圖1,選取航次期間的遙感反射率作為本文的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。

    圖1 匹配站位示意圖(圖中站位為現(xiàn)場(chǎng)和衛(wèi)星檢驗(yàn)匹配站位)

    當(dāng)用地物光譜儀對(duì)海面進(jìn)行觀測(cè)時(shí),其觀測(cè)幾何如圖2所示,儀器接收到的信號(hào)包含了水體的離水輻射信號(hào)和其它的雜散光信號(hào)[15],見(jiàn)公式(1):

    式中:Lt為儀器觀測(cè)到的總信號(hào);Lw為水體的離水輻射信號(hào);i為儀器觀測(cè)到的第i個(gè)小的波面;wi是第i個(gè)觀測(cè)面的信號(hào)在儀器觀測(cè)平面內(nèi)的比重;F為第i個(gè)觀測(cè)面的菲涅耳反射率;Lsky為第i個(gè)觀測(cè)面相對(duì)于儀器觀測(cè)面的天空光。

    公式(1)中,Lsky的組成并不固定,因此,當(dāng)用海面之上的方法進(jìn)行觀測(cè)時(shí),Lsky的去除是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。為了方便計(jì)算,對(duì)公式(1)進(jìn)行簡(jiǎn)化,得到下面的公式,即公式(2):

    式中:Lt為儀器觀測(cè)到的總信號(hào);Lw為水體的離水輻射信號(hào);ρ為菲涅耳反射率,其值選取為0.028[16];Lsky為儀器觀測(cè)面的天空光。其中,右邊第二項(xiàng)為L(zhǎng)SR。

    圖2 地物光譜儀的觀測(cè)幾何圖

    由圖2可得,LSR為儀器測(cè)量到的雜散光信號(hào),通過(guò)公式(2)中大致估算項(xiàng)ρLsky進(jìn)行去除,由于ρ為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)包含誤差,因此,為避免雜散光對(duì)Rrs檢驗(yàn)結(jié)果的影響過(guò)大,本文采取下面的方法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的Rrs進(jìn)行質(zhì)控,質(zhì)控見(jiàn)圖3。

    (1)去除ρLsky在Lt中所占比例超過(guò)50%的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)[17];

    (2)去除多次測(cè)量偏差較大現(xiàn)場(chǎng)光譜(在490 nm波段的單次和平均值差異大于5%的現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù));

    圖3 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制圖

    1.2衛(wèi)星數(shù)據(jù)

    MODIS采用的Aqua星數(shù)據(jù),下載航次期間(2012年9月10-17日,下載的空間范圍見(jiàn)圖1)經(jīng)過(guò)R2012再處理L2級(jí)數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)下載于NASA官網(wǎng):http://oceancolor.gsfc.nasa.gov/cgi/browse.pl)。L2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品包括各個(gè)波段的遙感反射率和葉綠素濃度等。MODIS的大氣校正由SeaDAS 7.1軟件按照Ruddick 2000年提出的算法,選取了12種經(jīng)典的大氣模式,校正了多種氣體的傳輸系數(shù),耀斑,海面白帽,瑞利反射率等[18-19],后經(jīng)過(guò)NIR波段迭代算法獲取各個(gè)波段的遙感反射率[9]。

    VIIRS的L2級(jí)數(shù)據(jù)下載與MODIS相同時(shí)空范圍R2012再處理后的L2級(jí)數(shù)據(jù) (下載于NASA的官網(wǎng):http://oceancolor.gsfc.nasa.gov/cgi/browse.pl)。L2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品包括各個(gè)波段的遙感反射率和葉綠素濃度等。VIIRS的大氣校正產(chǎn)品采用最新的SeaDAS 7.1進(jìn)行處理,校正了氣體的傳輸系數(shù),耀斑,海面白帽等[18-19],后經(jīng)過(guò)NIR波段迭代算法獲取各個(gè)波段的遙感反射率[9]。

    1.3衛(wèi)星數(shù)據(jù)質(zhì)量控制

    衛(wèi)星數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制不同于現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè),采用下面的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制:

    (1)通過(guò)讀取L2級(jí)標(biāo)識(shí)(VIIRS和MODIS),來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的質(zhì)控,去除不符合海洋觀測(cè)的衛(wèi)星數(shù)據(jù),如大氣校正失效,耀斑,衛(wèi)星觀測(cè)角較大(>60°),太陽(yáng)天頂角較大(>75°)等。

    (2)在星地匹配中,去除5×5像元中均一性較差(單值和平均值差異大于20%)的數(shù)據(jù)點(diǎn)[14]。

    (3)去除有效像元點(diǎn)數(shù)過(guò)少的衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)(衛(wèi)星5×5像元中有效數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)<5)[14]。

    1.4匹配方法

    基于現(xiàn)場(chǎng)的檢驗(yàn)中匹配方法采用與OBPG小組[8]相一致的空間窗口和時(shí)間窗口??臻g窗口選取0.05°×0.05°(即MODIS 5×5像元),時(shí)間窗口選用現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)時(shí)間和衛(wèi)星過(guò)境時(shí)間的差異在±3 h以內(nèi)建立匹配數(shù)據(jù)集。選取2012年9月13-15日的衛(wèi)星數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行星地匹配。

    在星星交叉匹配中,依據(jù)觀測(cè)相一致的原則選定時(shí)空窗口,因MODIS和VIIRS的空間分辨率不同,觀測(cè)時(shí)間較為接近,為當(dāng)?shù)貢r(shí)間13點(diǎn)左右過(guò)境,本次星星交叉檢驗(yàn)時(shí)間窗口選取為±1 h以內(nèi),空間窗口選取為0.01°×0.01°(即MODIS 1×1像元)[20],對(duì)比區(qū)域見(jiàn)圖1。

    為了對(duì)比MODIS和VIIRS的遙感反射率產(chǎn)品,對(duì)于兩顆衛(wèi)星的波段進(jìn)行了分析(見(jiàn)表1),在可見(jiàn)光范圍內(nèi),波段差異小于5 nm的波段為比較波段[20](即表1中band 1-5),在后文中以MODIS波段作為統(tǒng)一的波段分析。

    經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)質(zhì)控和時(shí)空匹配,星星匹配渤海區(qū)域得到約33 872組匹配數(shù)據(jù),星地匹配得到12組的匹配數(shù)據(jù)。

    1.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

    匹配結(jié)果評(píng)估采用如下統(tǒng)計(jì)參數(shù),包括相對(duì)偏差、平均相對(duì)百分比偏差,相應(yīng)計(jì)算公式如下:

    相對(duì)偏差:

    平均絕對(duì)百分比偏差:

    均方根誤差:

    在星地檢驗(yàn)方面,Xi為VIIRS衛(wèi)星的遙感反射率產(chǎn)品,Yi為現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的遙感反射率產(chǎn)品;

    在星星交叉檢驗(yàn)方面,Xi為VIIRS衛(wèi)星的遙感反射率產(chǎn)品,Yi為MODIS衛(wèi)星的遙感反射率產(chǎn)品。

    2 檢驗(yàn)結(jié)果及分析

    2.1星星交叉檢驗(yàn)結(jié)果及分析

    通過(guò)上面的對(duì)比散點(diǎn)圖(圖4)可以看出,VIIRS和MODIS的遙感反射率產(chǎn)品較一致,散點(diǎn)基本分布在1:1線附近,擬合曲線也和1:1線較為接近,R2值大于0.7(除去412 nm波段),這反映出了VIIRS在中國(guó)渤海的觀測(cè)能力和MODIS相當(dāng),這和國(guó)外學(xué)者比對(duì)MODIS和VIIRS在大氣層頂?shù)妮椛湫盘?hào)的結(jié)果相類似[21]。同時(shí)我們也注意到,其擬合曲線的截距接近0,斜率都大于1(412 nm波段除外),在各個(gè)波段比對(duì)的高值區(qū)(Rrs(412)>0.005 sr-1,Rrs(443)>0.006 sr-1,Rrs(488)>0.008 sr-1,Rrs(547)>0.013 sr-1,Rrs(667)>0.013 sr-1),散點(diǎn)基本都在1:1線之上,說(shuō)明VIIRS的遙感反射率在高值區(qū)大于MODIS。VIIRS在高渾濁水體的觀測(cè)值高于MODIS,造成這一現(xiàn)象的原因可能是兩者的大氣校正算法不同造成的[9]。

    圖4 VIIRS和MODIS衛(wèi)星在渤海遙感反射率對(duì)比散點(diǎn)圖

    2.2星地檢驗(yàn)結(jié)果及分析

    通過(guò)衛(wèi)星和現(xiàn)場(chǎng)的全波段散點(diǎn)圖(圖5)可得,MODIS和VIIRS各個(gè)波段的擬合曲線系數(shù)較為接近,線性相關(guān)度較好,表明MODIS和VIIRS在中國(guó)渤海的反演效果相一致。比對(duì)散點(diǎn)圖的散點(diǎn)大部分都在1:1線之下,說(shuō)明衛(wèi)星遙感反射率都小于現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)值,原因是VIIRS和MODIS的大氣校正沿用近紅外波段暗像元的方式,在近紅外波段出現(xiàn)低估,進(jìn)而對(duì)所有波段出現(xiàn)低估[19]。而同時(shí)也注意到,在各個(gè)波段VIIRS擬合曲線的R2都大于0.5,而MODIS各波段的R2都小于VIIRS的對(duì)應(yīng)波段,這說(shuō)明與MODIS相比,VIIRS與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的一致性較好。在 412 nm和 443 nm波段,VIIRS遠(yuǎn)優(yōu)于MODIS,這是由于遙感器的定標(biāo)和軌道等不可預(yù)測(cè)的因素,MODIS的412 nm和443 nm數(shù)據(jù)質(zhì)量明顯下降[22]。

    圖5 VIIRS衛(wèi)星和現(xiàn)場(chǎng)的對(duì)比散點(diǎn)圖

    由于各個(gè)站位的葉綠素濃度、懸浮物等不盡相同,比對(duì)分析了VIIRS衛(wèi)星大氣校正在不同渾濁水體的表現(xiàn)。由現(xiàn)場(chǎng)各站位和對(duì)應(yīng)衛(wèi)星數(shù)據(jù)分析圖(圖5)可以看出,在高渾濁站位(4.0 mg/L<懸浮物濃度),如:LDW14,LDW 15,LDW 19,LDW20等站位,由于懸浮顆粒的強(qiáng)后向散射,導(dǎo)致近紅外波段遙感反射率值較高(Rrs(671)>0.005 sr-1),進(jìn)而造成Rrs(NIR)低估(大氣校正假設(shè)近紅外波段Rrs為零),各波段氣溶膠信號(hào)高估[19],致使VIIRS可見(jiàn)光波段的觀測(cè)值遠(yuǎn)小于現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)值;在較為清潔的水體(懸浮物濃度<4.0 mg/L),如:LDW16,LDW17,LDW 22等站位,VIIRS和現(xiàn)場(chǎng)的觀測(cè)值較一致,VIIRS的觀測(cè)值略小于現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)值;在TSM最小的LDW18站位VIIRS和現(xiàn)場(chǎng)的觀測(cè)值互有高低。在Rrs(667)的APD和現(xiàn)場(chǎng)站位TSM濃度的變化趨勢(shì)圖(圖6)中也可以看出,667 nm波段的APD隨著TSM濃度的增高而升高,這也證明渾濁度越高,近紅外波段的Rrs誤差越大。

    圖6 現(xiàn)場(chǎng)各站位和對(duì)應(yīng)衛(wèi)星數(shù)據(jù)分析圖

    圖7 Rrs(667)的APD隨現(xiàn)場(chǎng)站位TSM濃度變化趨勢(shì)圖

    圖8 VIIRS星地匹配Bias、RMSE、APD波段趨勢(shì)圖

    通過(guò)VIIRS的平均絕對(duì)百分比偏差(APD)波段趨勢(shì)圖(圖8(c)),可以看出,VIIRS的APD隨著波段的增大而減小,這是因?yàn)榇髿庑U惴ú捎媒t外波段的氣溶膠光學(xué)厚度通過(guò)波段迭代的方式來(lái)推導(dǎo)其它波段的氣溶膠光學(xué)厚度,進(jìn)而離近紅外波段越遠(yuǎn)誤差越大[10]。由VIIRS和現(xiàn)場(chǎng)的Bias(圖8(a))和RMSE(圖8(b))波段趨勢(shì)圖可以看出,VIIRS和現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)值的Bias和RMSE呈現(xiàn)單峰形,在486 nm出現(xiàn)峰值。由于現(xiàn)場(chǎng)波譜551 nm為峰值,且APD隨波段的增加而降低,兩者共同作用導(dǎo)致了Bias和RMSE峰值前移為486 nm。

    由對(duì)比結(jié)果反映出的中國(guó)近海遙感反射率產(chǎn)品低估(但在渾濁水體比MODIS低估較少),以及遙感反射率產(chǎn)品反演精度在近紅外波段與低濁水體明顯高于短波方向各波段與渾濁方向水體等現(xiàn)象,參考文獻(xiàn)[13]-[14]也曾揭示,但渤海更為突出。此類由不同水色衛(wèi)星均以不同程度出現(xiàn)的同向偏差,顯然屬于具有區(qū)域特征的算法系統(tǒng)誤差,且渤海區(qū)域?qū)崪y(cè)大氣光學(xué)模式與傳統(tǒng)的“12種經(jīng)典的大氣模式”并不相符[23],這也有可能導(dǎo)致在該區(qū)的氣溶膠估算產(chǎn)生誤差,導(dǎo)致衛(wèi)星值低于現(xiàn)場(chǎng)值。

    3 結(jié)論

    本文通過(guò)VIIRS星星交叉檢驗(yàn)和星地檢驗(yàn),得出以下幾點(diǎn)結(jié)論:

    (1)在中國(guó)渤海海區(qū),VIIRS和MODIS的比對(duì)結(jié)果整體較一致,由于大氣校正算法不同,導(dǎo)致VIIRS的遙感反射率略高于MODIS,且在高渾濁海區(qū),VIIRS的遙感反射率明顯高于MODIS。

    (2)基于現(xiàn)場(chǎng)的檢驗(yàn)結(jié)果顯示,VIIRS在中國(guó)近岸二類水體的反演結(jié)果較好(R2>0.5),出現(xiàn)低估現(xiàn)象。在反演精度上,VIIRS衛(wèi)星優(yōu)于MODIS衛(wèi)星,VIIRS衛(wèi)星Rrs產(chǎn)品的反演誤差隨現(xiàn)場(chǎng)懸浮顆粒濃度的增加而增大。

    (3)由于大氣校正采用波段迭代算法及渤海海區(qū)大氣氣溶膠光學(xué)模型與傳統(tǒng)的12種經(jīng)典大氣模型并不相符,VIIRS衛(wèi)星Rrs產(chǎn)品的反演誤差遠(yuǎn)離近紅外波段而增大,大氣校正誤差和現(xiàn)場(chǎng)光譜相互作用導(dǎo)致486 nm為Bias和RMSE的峰值。

    致謝:感謝國(guó)家海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)中心在現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)觀測(cè)等方面的大力支持。

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    Validation of the VIIRS Radiometric Products with MODIS and In-situ Data in the Bohai Sea

    LI Jun,ZHU Jian-hua,HAN Bing,GAO Fei,YANG An-an,ZHAO Yi-li
    National Ocean Technology Center,Tianjin 300112,China

    This study makes a contribution to the quality assessment of the VIIRS radiometric products through comparing with concurrent data from the moderate-resolution imaging spectro radiometer(MODIS,NASA)sensor.The results show that VIIRS and MODIS have similar observing capability in near-shore waters,while the remote-sensing reflectance(Rrs)of VIIRS is higher than that of MODIS in turbid waters.This paper provides the validation results for VIIRS-derived water products using match-ups between the satellite and ship-borne in-situ data applied for the Bohai Sea,especially focusing on remote sensing reflectance(Rrs).The match-ups show that the current VIIRS atmospheric corrections are systematically under the estimation over turbid waters.The APD of Rrs from VIIRS becomes larger when the band is away from NIR and the TSM rises.

    VIIRS;MODIS;remote-sensing reflectance(Rrs);Bohai Sea;validation

    P715.7

    A

    1003-2029(2016)02-0027-07

    10.3969/j.issn.1003-2029.2016.02.005

    2015-03-21

    國(guó)家公益性科研專項(xiàng)資助項(xiàng)目-海洋環(huán)境要素水色遙感技術(shù)與應(yīng)用示范(2010418030)

    李軍(1985-),男,碩士,主要從事海洋水色遙感定標(biāo)檢驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)技術(shù)等方面的研究。Email:lj8697400@126.com

    朱建華,男,主要從事海洋遙感定標(biāo)檢驗(yàn)。E-mail:besmile@263.net

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