第31卷，第5期 2011年5月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.31,No.5.pp1403-1408
May，2011
基于表观光谱反演黄东海水体固有光学量研究
张民伟1，董庆1，唐军武2.3，宋庆君4
1.数字地球重点实验室，中国科学院对地观测与数字地球科学中心，北京
100101
2.感科学国家重点实验室，中国科学院强感应用研究所，北京100101 3.国家海洋技术中心，天津300112
4.国家卫星海洋应用中心，北京100081
摘要水色遥感反演算法中半分析模型的建立需要已知水体固有光学量，文章基于现场实测数据建立了由逐感反射率反演固有光学量模型。对2003年春季黄东海航次所测数据进行了介绍，详细闹述了遥感反射率、颗粒物后向散射和吸收系数的测量方法。基于生物光学模型，利用单纯形优化算法由遥感反射率来反演水体固有光学量，并将反演结果与实测数据进行了比较，除水之外物质吸收系数的均方根相对误差小于 33%，颗粒物后向散射系数则小于30%，对引起误差的原因进行分析表明，本研究方法能够为黄东海水体固有光学量的反演提供一条有效途径，为遥感数据应用于黄东海水体生物光学特性的研究提供一个参考模型。
关键词固有光学量；表观光学量；水色通感；优化
中图分类号：0432
引言
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j. issn, 1000-0593(2011)05-1403-06
测量仪器（AC9、HS6)的引进，很多学者开展了固有光学量的研究，宋庆君等开展了水体后向散射系数校正方法以及黄东海水体散射特性研究(2.28)，马荣华等开展了内陆水体后向
固有光学量仅依赖于水体而与水表光场无关，水体散时、暖收特性都由周有光学量决定，对固有光学量进行研究具有承要的科学意义-2]。传统水色遥感反演采用经验统计算法，即建立水体表观光谱与水体组分浓度之间的关系[35)，该方法缺乏物理基础，不具有鲁通适用性。而另外一种方法半分析模型则得到了越来越多学者的关注(“0)，该算法首先由遥感观测所得表观光学蛋反演固有光学量，进而通过固有光学量与水体组分浓度之间的关系来实现水色产品的反演。
国外已开展较多固有光学量方面的研究，Preisendorfer 最先定义了固有光学量与表观光学量(-12)，Morel等对其进一步完善并对其单位进行了总结(3)。Mobley对各固有光学量进行了较深入的研究，对各个参数的计算方法以及不同量间关系进行了详细刷述"]。随后，很多学者开展了固有光学量与表观光学量之间关系的研究[1-18]，为水色逐感中半分析模型的发展建立了基础。在邀感反演周有光学量方面，Lee 利用半分析、优化算法对光学深水及浅水下遥感反演固有光学量进行了研究119-1]，其他反演方法包括神经网络算法(22-24]，线性矩阵反演算法[3.26]。在国内，随着周有光学量
收稿日期：2010-07-22，修订日期：2010-10-22
散射特性研究29)，其他学者也开展了较多有关水体吸收、散射特性的研究(33)
本文利用表观光谱来反演水体固有光学量。为此，首先建立了生物光学模型，基于实测遥感反射率，利用单纯形优化算法来反演颗粒物吸收以及后向散射系数，并将反演结果与实测数据进行比较。
数据 1
2003年春季黄东海航次于3月19日至4月25日进行，
共观测了81个站点，其站位示意图如图1，试验海区涵盖清洁水体、中等辉浊水体和高浑浊水体，测量参数包括：（1)表观光学量；（2)固有光学量；（3)大气光学特性参数；（4)叶绿素与相关色素浓度；（5）总悬浮物浓度；（6)黄色物质浓度；(7)水文和气象辅助要素等。测量严格按盟照NASASIMBIOS 海洋光学测量规范（3)。本文研究用到巡感反射率、颗粒物吸收以及后向散射系数，故对这些参数的测量以及数据处理过程进行详细阐述，
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作著简介：张民伟，1980年生，中国科学院对地观测与数字地球科学中心助理研究员万方数据
e-mail; zhangminwei2004@126. com