地表反照率表征地面对太阳辐射的反射能力，在地表能量平衡中起着重要的作用。2008年黑河的WATER实验中，针对机载红外广角双模式成像仪(WIDAS)观测角度小的特点，发展了一种基于MODIS二向性反射分布函数(BRDF)原型估算WIDAS反照率的算法。然而，在2012年黑河HiWATER实验中，WIDAS的观测角度范围由早期30°观测天顶角升级为最大观测天顶角52°，这一改造对数据预处理(辐射定标、大气校正和多角度配准)产生影响，使WIDAS数据出现明显的噪声，为WIDAS地表反照率的反演带来新挑战。针对新问题，采用新的地表观测数据，进一步验证了BRDF原型算法反演机载WIDAS反照率的能力。为了获取准实时BRDF先验知识，基于核驱动模型和各向异性平整指数(AFX)首先准实时提取了实验区5种MODIS的BRDF原型；然后，将其作为先验知识应用到黑河WIDAS机载数据的反照率反演中；最后，利用实验区的反照率实测数据进行算法验证。本研究比较了3个算法处理该问题的能力：(1)基于BRDF原型作为先验知识的算法；(2)完全基于核驱动的全反演算法；(3)基于朗伯假设的方法，通过算法对比分析，可更好地分析验证算法(1)的性能。结果表明：(1)BRDF原型算法反演精度最高且稳定，尤其是当观测数据位于垂直主平面时，全反演算法由于缺少大角度观测数据的约束，更容易出现异常值；BRDF原型算法的最大绝对误差为0.034，相对于全反演算法和朗伯假设方法精度分别提高了约18%和71%；(2)针对2012年黑河机载WIDAS观测噪声较大的新问题，BRDF原型反演算法表现出了良好的抗噪声性能。通过对WIDAS反照率反演和验证进一步表明，在多角度观测数据信息量不足以进行全反演，且观测受噪声影响较大时，BRDF原型作为先验知识，提供了一种有效解决该问题的手段，对提高反照率反演的精度、增强反演的稳定性有重要作用。

PDF全文下载地址:

http://www.ygxb.ac.cn/rc-pub/front/front-article/download?id=5170338