無人機高光譜遙感初探.pdf

1、無人機技術(shù)的成熟使其在科學研究中得到了越來越多的應(yīng)用，然而在海洋光學上卻鮮有相關(guān)的成果。本研究以發(fā)展無人機的Rrs遙感算法為目標，在固定翼無人機上搭載了可以同時測量Lt和Ed的雙通道光譜儀，在福建近海作了多次的飛行測量實驗，評估了無人機的光譜數(shù)據(jù)，計算得到了Rrs，并用其反演了Chl。取得成果如下:
　　通過無人機數(shù)據(jù)與現(xiàn)場數(shù)據(jù)的對比發(fā)現(xiàn)，無人機測量的Ed存在著比較大的誤差。分析無人機測量的Ed(555)隨時間的變化發(fā)現(xiàn)無人機平臺

2、穩(wěn)定性較差，在轉(zhuǎn)彎或者受到強風作用時無人機傾斜會導(dǎo)致測量的Ed出現(xiàn)偏差。根據(jù)Ed(555)在不同時間段的數(shù)據(jù)分布的離散性可以找出無人機過彎的數(shù)據(jù)，本研究統(tǒng)計在10秒內(nèi)的Ed(555)的標準差和平均值，以標準差等于5％的平均值為界限去除了Ed(555)較為離散的點。對于Ed偏差較大但數(shù)值隨時間變化較為穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，用RADTRAN大氣模型模擬的Ed可以用來替代無人機的Ed。在輸入?yún)?shù)只有太陽天頂角的情況下，不同天頂角的模擬Ed和實測Ed顯示

3、很接近。
　　根據(jù)經(jīng)驗公式利用測量的Trs實現(xiàn)了Srs光譜的構(gòu)建。Srs的構(gòu)建包含了三個步驟，首先，利用指數(shù)方程擬合Srs光譜，GER測量的Srs與擬合的Srs對比結(jié)果顯示二者比較吻合。其次，在Srs指數(shù)方程的兩個參數(shù)Srs(500)和S之間建立聯(lián)系。Srs(500)和S有比較強的相關(guān)關(guān)系，GER測量的Srs(500)與擬合的S的R2達到了0.89。最后根據(jù)近紅外波段離水信號較弱的特點，利用Trs(900)計算Srs(500)。現(xiàn)

4、場GER測量的Trs(900)與Srs(500)的R2達到了0.88，而無人機的Trs(900)與現(xiàn)場HSAS測量的Srs(500)的R2為0.67。
　　通過在Rrs中加入誤差項然后將大氣散射值并入其中，采用光譜優(yōu)化法計算出該誤差項，實現(xiàn)了無人機數(shù)據(jù)的大氣校正。無人機Rrs和現(xiàn)場實測Rrs的對比結(jié)果顯示在不同測量環(huán)境下二者的光譜都相當接近。從各個波段來看，無人機Rrs與實測Rrs相比在440nm之前略有偏高，誤差在20％-30％

5、之間，而在440nm到700nm之間二者的誤差則小于20％。
　　無人機測量的輻射數(shù)據(jù)經(jīng)過校正處理得到了Rrs，漳江口的無人機Trs和Rrs的對比顯示經(jīng)過大氣校正后的Rrs數(shù)值明顯降低且分布更加集中。無人機的Rrs被用來反演了漳江口Chl分布，從Chl分布圖可以發(fā)現(xiàn)靠近兩岸的Chl比江心的數(shù)值明顯更高，且冬季1月19日的Chl與秋季9月5日的相比量值相差不大。本研究還利用無人機數(shù)據(jù)觀測了2015年9月份發(fā)生在泉州市圍頭灣的赤潮，反