第33卷，第9期 2013年9月
与光谱分析
光谱学
与
Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 33, No. 9, pp2506-2511
September，2013
太湖水面多角度遥感反射率光谱测量与方向特性分析
李俊生"，张兵1，，申茜"，张浩"，张方方12，王
桥3
1.中国科学院遇感与数字地球研究所，数字地球重点实验室，北京
T100094
2，华东师范大学，地理信息科学教育部重点实验室，上海200062 3.环境保护部卫星环境应用中心，北京100094
摘要水体光场不是各向同性的，其方向性分布规律的研究对于水质参数巡感反演建模具有十分重要的意义。大洋水体光场的二向性研究已经相对比较成熟，面内陆水体光场的二向性分布规律研究仍存在许多问题。水面原位多角度光谱测量数据是分析水体光场二向性的重要依据，但是目前国际上还缺少相关测量设备。设计并制作了一种能够在野外原位测量水面光场二向性的多角度水面光谱测量杆，它可以配合光诺仪测量多个角度的水面遥感反射率光谱。利用该设备在太潮开展了一次水面多角度光谱测量实验，利用该实验获取的数据分析了太期水面遥感反射率光谱的方向性分布规律，进面给出了能够降低方向性影响的水质参数遥感反演建模策略。
关键调多角度；二向性；方向特性；遥感反射率；太潮
中图分类号：TP75.2
引言
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j. issn. 10000593(2013)09-2506-06
向性的只有Voss等(13,14发明和改进的水下鱼眼相机，但是它只能测量水下光场。水面光场二向性的测量具有更加重要的现实意义，首先遥感实际上测量的是水面光场；其次水面
水体不是朗伯体，水体光场不是各向同性的。无论是大洋水体还是内陆水体，水体光场的二向性(非朗伯特性)都不容忽视[""}，水质遥感反演算法中要考虑水体光场的二向性；水色遥感器的水面替代定标实验要考虑离水辐射的方向性()；水色遥感数据大气校正算法中离水辐射没射透过率的精确计算中也要考虑离水辐射的二向性。总之，研究水体光场的二向性分布规律具有非常重要的科学和现实意义。
水体光场的二向性研究始于大洋水体。大洋水体光场的二向性研究已经相对比较成熟(3.54)，而内陆水体光场的二向性研究则鲜有报道。目前内陆水体水质遥感监测模型的研究比较多[9)，但通常都忽略了内陆水体二向反射特性的影响，导致内陆水体水质感存在不确定性，各种内陆水体水质遥感模型的适用性受到限制。因此，迫切需要开展内陆水体光场的二向性分布规律研究。
水体光场二向性的研究通常基于水体辐射传输模型（如蒙特卡罗模拟或Hydrolight)的模拟数据，这些模型通常包含很多简化的假设，因此分析结果具有一定的局限性，垂待实测数据对其进行检验。目前，国际上能够测量水体光场二
光场的二向性受气水界面、天空光反射等更多因素影响，这些影响是无法通过水下光场测量数据分析的。目前国际上还缺少能够测量水面光场二向性的设备。
为了解决这一难题，我们设计并制作了一种能够测量水面光场二向性的多角度水面光谱测量杆，它可以配合光谱仪测量多个角度的水面逐感反射率光谱。我们利用该设备在太潮开展了一次水面多角度光谱测量实验，利用该实验数据分析了太湖水面遥感反射率光谱的方向特性，并进一步分析了这些方向特性对于水质参数逐感反演建模的影响。
实验部分 1
试验区及采样点设计 1.1
本研究以太潮为试验区。太湖是典型的浑浊、富营养化水体，其光学特性与清洁的大洋水体和浑浊的近岸水体有着明显区别，太潮水体光场的方向特性具有典型性和代表性。
2009年3月14一15日在太潮开展了一次多角度水面反射光谱测量实验，设计了一条从北到南的测量航线，跨越了
收稿日期：2013-01-17，修订日期：2013-04-10
基金项目：中国科学院对地观测与数字地球科学中心主任科学基金项目和国家自然科学基金项目（40901174，41001205，41001206)资助
作者简介：李俊生，1979年生，中国科学院逐感与数字地球研究所副研究员
*通讯联系人
万方数据
e-mail; zbceode.ac.cn
e-mail; jshengli@ceode, ac, cn