第34卷，第5期 2014年5月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
光谱异同性和多尺度卫星雪盖差异分析
一以MODIS和HJ-1B为例
刘艳，李杨，杨耘，简季
1.中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研所，新疆乌鲁本齐830002 2.长安大学地质工程与测绘学院，陕西西安710054
3.成都理工大学地学空间信息技术国土资源部重点实验室，四川成都610059
Vol.34,No.5 -pp1306-1311
May,2014
摘要为了探索不同类型遥感传感器对地物反射光谱响应的异同和卫星遥感监测雪盖空间尺度的差异，收集了2007年一2013年冬春季川西北米亚罗地区、青海省祁连山区和新疆北疆地区各种积雪、植被和裸土反射光谱数据，经中分辨率成像光谱仪MODIS和环境与灾害监测预报小卫星HJ-1B传感器响应函数完成地基光谱到传感器可见光、近红外及短波红外通道反射率的转换。分析了新旧融雪、不同雪深及不同积雪覆盖下的反射光谱特征及不同传感器对地物反射光谱响应的异同性，并结合同期同区域影像分析了MODIS和 HJ-1B积雪监测空间尺度的效果差异。结果表明，可见光波段范围内，各传感器对新雪和污雪反射光谱响应一致性很高；对裸土和矮株植被反射光谱响应程度较为一致；对其他类型积雪反射光谱响应程度有所不同，尤其是消融积雪和冻结积雪，反射光谱响应性差异很大；全雪覆盖下，深度不同的积雪NDSI值域相对稳定，不同传感器NDSI具有很好的趋势一致性；MODIS和HJ1BNDSI法监测积雪空间尺度差异明显，很好的解释了混合像元存在的成因。
关键词传感器；光谱响应；MODIS；HJ-1B；光谱响应函数；空间尺度
中图分类号：TP751.2
引言
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j. issn, 1000-0593 (2014)05-1306-06
(sensorresponsefunction，SRF），实现地基光谱到遥感传感器反射率的转换，分析不司类型积雪反射率差异、不同雪深下NDSI值变化特征及不同传感器对地物反射光谱的响应差
雪的新旧、干湿程度、密度、粒径和深度等性状的不同都可以造成积雪粒子物理结构差异，使得积雪在可见光、近红外及短波红外波段的反射特性存在一定差异，从而导致积当反射率的差异。把遥感所获得的地物光谱信息与已知地物的光谱数据比较，就可预测地物种类和群体地物的组合。目前，积雪覆盖遥感监测主要利用归一化差分积雪指数（nor-malized difference snowindex，NDSI)和绿光波段（500～560 nm)反射率阀值设定进行识别口。应用NDSI阀值监测积雪时，很少考虑雪深影响，同一地区使用统一的NDSI阀值，不同雪深其NDSI值域范围差异有多大？针对这一间题，收集不同时期不同区域地基测量新旧融雪和不同雪深及不同积雪覆盖度下积雪和裸土及植被光谱数据，利用中分辨率成像光谱仪(moderate resolution imaging spectroradiometer， MO-DIS)和环境与灾害监测预报小卫星HJ-1B传感器响应函数
收稿日期：2013-05-21，修订日期：2013-12-08
异，结合同期MODIS和HJ-1B数据分析了NDSI监测积雪空间尺度差异。
实验部分 1
1.1光谱数据采集
收集了2007至2013年冬春季川西北米亚罗地区、青海
省祁连山区和新疆北疆白杨沟、古尔班通古特沙漠和阿勒泰地区各种类型地物反射光谱数据和雪深观测记录（(图1)。光谱由FieldSpec Pro FR(Full Range）光谱仪(analytical spectral devices，ASD）(350~2500nm)25°探头采集，对观测地物进行了归类(表1)并利用式(1)进行地基光谱到各传感器可见光、近红外及短波红外通道反射率的转换。
基金项目：国家自然科学基金项目（41101345，41271098），国家科技支撑项目（2012BAC23B01)资助
作者简介：刘艳，1978年生，申国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所副研究员
e-mail , liuyan@ idm, cen