红外高光谱探测CO2柱总量的敏感性分析

大气与环境光学学报 ›› 2013, Vol. 8 ›› Issue (6): 440-447.

红外高光谱探测CO2柱总量的敏感性分析

徐菲菲1,2, 胡勇1, 尹球3, 巩彩兰1, 祝令亚4, 赫华颖4

(1中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083;
2 中国科学院大学, 北京 100049;
3 上海市卫星遥感与测量应用中心, 上海 201199;
4 中国资源卫星应用中心, 北京 100094)

收稿日期:2013-06-14 修回日期:2013-07-11 出版日期:2013-11-28 发布日期:2013-11-06
通讯作者: 徐菲菲（1986-），女, 山东省烟台市人，博士研究生，主要从事高光谱仪器性能指标评价及定量遥感图像大气校正的研究。 E-mail:xufei048@163.com
作者简介:徐菲菲（1986-），女。山东省烟台市人，博士研究生，主要从事高光谱仪器性能指标评价及定量遥感图像大气校正的研究。
基金资助:
公益性行业（气象）科研专项（GYHY201106045-3）、民用航天“十二五”预先研究项目资助

CO2 Column Souding Sensitive Analysis by IR Hyperspectroscopy

XU Fei-fei1, 2, HU Yong1, YIN Qiu3, GONG Cai-lan1, ZHU Ling-ya4, HE Hua-ying4

(1 Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, China;
2 University of Chinese Academy Sciences, Beijing 100049, China;
3 Shanghai Application Center of Satellite Remote Sensing and Measurement, Shanghai 201199, China;
4 China Centre for Resources Satellite Data and Application, Beijing 100094, China)

Received:2013-06-14 Revised:2013-07-11 Published:2013-11-28 Online:2013-11-06

摘要/Abstract

摘要：

利用辐射传输模型MODTRAN5模拟计算了红外高光谱仪在光谱分辨率、光谱定标精度、地面反射率、大气廓线以及辐射分辨率对CO2气体含量探测敏感性的影响，同时定义探测辐亮度随气体含量改变的变化量指标S值并对探测灵敏度、光谱分辨率和信噪比SNR的关系进行了综合分析。本研究可为我国红外高光谱大气探测仪的设计以及高光谱大气成分反演研究的开展提供重要的科学依据。对二氧化碳柱总量反演通道的选择和实现CO2气体探测敏感参数分析具有重要的参考价值。

关键词: 辐射传输模型, MODTRAN5, 高光谱探测, 探测灵敏度, CO2

Abstract:

The effects of spectral resolution, spectral calibration accuracy, surface reflectance, atmospheric profile, and radiation resolution on the CO2 column sensitivity for hyperspectral sounding were simulated by the infrared radiation transfer model MODTRAN5. In the meantime, sounding radiance variation index S changing with the gas content was defined. And the relationship of sounding sensitivity, spectral resolution, and signal-to-noise ratio (SNR) were comprehensively analyzed. Results can be taken as the reference for designing future hyperspectral IR sensors and developing hyperspectral retrieval algorithm. The results can provide an important reference for channel selection about CO2 column inversion and analysis about CO2 sounding sensitivity parameter.

Key words: radiative transfer mode MODTRAN5, hyperspectral sounding, sounding sensitivity, CO2

中图分类号:

TP751

徐菲菲胡勇尹球巩彩兰祝令亚赫华颖. 红外高光谱探测CO2柱总量的敏感性分析[J]. 大气与环境光学学报, 2013, 8(6): 440-447.

XU Fei-Fei, HU Yong, YIN Qiu, GONG Cai-Lan, ZHU Ling-Ya, HE Hua-Ying. CO2 Column Souding Sensitive Analysis by IR Hyperspectroscopy[J]. Journal of Atmospheric and Environmental Optics, 2013, 8(6): 440-447.

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