Reconstrução da pressão do topo das nuvens e da elevação da superfície com base na observação da banda A do oxigênio por carga de imagem polarizada do satélite GF-5 (02)

GU Haoran ,  

LI Zhengqiang ,  

XU Youfu ,  

ZHANG Zihan ,  

LI Li ,  

MA Yan ,  

YAO Qian ,  

摘要

Para realizar a aquisição da pressão do topo das nuvens e a reconstrução da elevação da superfície terrestre, foi proposta uma metodologia de inversão de parâmetros pressão-elevação baseada em dados de carga de imagem polarizada por satélite. Com base na observação do sensor DPC do satélite GF-5 (02), utilizando a sensibilidade da banda de absorção de oxigênio A ao comprimento do caminho atmosférico, foi estabelecida uma relação de mapeamento não linear entre a pressão e as observações para realizar a inversão da pressão do topo das nuvens; e, combinando a relação física entre pressão atmosférica e altitude, foi conduzido um experimento de reconstrução da elevação da superfície terrestre. Foram analisados sistematicamente os principais fatores que afetam o processo de inversão, tais como erro de elevação da superfície, espessura óptica de aerossóis e qualidade óptica atmosférica. Os resultados experimentais indicaram que, na validação da estabilidade multiângulo na região de Qilian, o coeficiente de variação médio da inversão da pressão foi de aproximadamente 3,98%, com flutuações gerais controladas abaixo de 8%, demonstrando boa estabilidade do método. Na validação comparativa do DEM na região montanhosa de Asir, no oeste da Península Arábica, o coeficiente de correlação entre a pressão invertida e a pressão estimada do DEM foi de 0,91, com RMSE de aproximadamente 28,6 hPa; os resultados da reconstrução da elevação derivados mostraram coeficiente de correlação de cerca de 0,93 e RMSE de cerca de 0,23 km, refletindo eficazmente as características do relevo regional. A análise de sensibilidade indicou que a espessura óptica dos aerossóis na faixa de 0,4 a 2,0 tem pouco efeito no erro de inversão (cerca de 1%), enquanto as perturbações de altitude têm impacto significativo, com erro relativo de pressão de cerca de 1% a 8% sob condições de perturbação de ±10%. Em resumo, este artigo valida a viabilidade da inversão da pressão do topo das nuvens e da elevação da superfície terrestre com base em dados de carga de imagem polarizada por satélite, explorando esquemas de reconstrução 3D sob condições futuras de observação integrada de alta resolução, hiperespectral e de alta polarização.

关键词

sensor polarizador multiângulo;pressão do topo das nuvens;banda de absorção de oxigênio A;espectroscopia de absorção diferencial

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