科技前沿近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所研究員張黎明團(tuán)隊(duì)在海洋1C衛(wèi)星星上定標(biāo)光譜儀(Satellite Calibration Spectrometer，SCS)基于太陽漫反射板組件的絕對(duì)輻射定標(biāo)應(yīng)用研究中取得進(jìn)展，相關(guān)研究成果以O(shè)nboard absolute radiometric calibration and validation of the satellite calibration spectrometer on HY-1C為題，發(fā)表在Optics Express上。
 　　周期性星上絕對(duì)輻射定標(biāo)是實(shí)現(xiàn)遙感觀測數(shù)據(jù)定量化應(yīng)用的前提。SCS高光譜遙感器采用光柵分光的形式，獲取400納米~900納米波段、光譜分辨率為5納米的101個(gè)通道的連續(xù)光譜圖像，作為輻射標(biāo)準(zhǔn)傳遞輻射計(jì)，對(duì)同平臺(tái)水溫水色掃描儀和海岸帶成像儀等其他遙感器進(jìn)行周期性交叉輻射定標(biāo)。
 　　SCS可作為星上輻射標(biāo)準(zhǔn)傳遞輻射計(jì)的重要前提是具有較高的自定標(biāo)精度。為此，研究人員為其設(shè)計(jì)了星上太陽漫射板光譜輻射定標(biāo)組件。通過太陽衰減屏均勻衰減定標(biāo)漫反射板面接收的光譜輻照度，使定標(biāo)板出射光譜輻亮度與SCS工作觀測目標(biāo)能量匹配，減小定標(biāo)系數(shù)應(yīng)用誤差；根據(jù)稀土漫反射板特征吸收標(biāo)準(zhǔn)光譜曲線，進(jìn)行星上光譜定標(biāo)，確保光譜儀光譜響應(yīng)函數(shù)模型的正確性；以穩(wěn)定的太陽光作為參考光源，照明雙向反射分布函數(shù)(BRDF)已精確測出的定標(biāo)漫反射板，形成均勻的光譜輻亮度。已知的星上參考輻射源為SCS提供星上定標(biāo)工作標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)其星上絕對(duì)輻射定標(biāo)。
 　　在進(jìn)行輻射標(biāo)準(zhǔn)傳遞應(yīng)用之前，需對(duì)SCS星上定標(biāo)精度進(jìn)行驗(yàn)證，與業(yè)內(nèi)公認(rèn)的高精度的TERRA MODIS(中分辨率成像光譜儀)進(jìn)行交叉定標(biāo)比對(duì)。通過衛(wèi)星“兩行報(bào)”對(duì)其軌道進(jìn)行預(yù)測，選擇海洋、森林和沙漠等不同場景的交叉同目標(biāo)觀測數(shù)據(jù)，對(duì)SCS輻射定標(biāo)精度進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證。通過兩顆遙感器對(duì)相同地物目標(biāo)反演，得到的等效表觀反射率絕對(duì)差值最大為0.0039，相對(duì)偏差最大為4.17%。
 　　驗(yàn)證結(jié)果表明，SCS在軌輻射定標(biāo)達(dá)到了與MODIS相當(dāng)?shù)木人?，研究人員研制的漫反射板星上光譜輻射定標(biāo)組件可對(duì)SCS在軌光譜輻射響應(yīng)特性變化進(jìn)行高精度定標(biāo)。作為輻射標(biāo)準(zhǔn)傳遞輻射計(jì)，SCS不僅可滿足對(duì)同平臺(tái)其他遙感器的高精度交叉定標(biāo)要求，還可以應(yīng)用于其他衛(wèi)星平臺(tái)搭載的可見近紅外波段光學(xué)遙感器的交叉輻射定標(biāo)，有利于提高我國光學(xué)遙感器整體定量化水平。
 圖1.SCS星上光譜定標(biāo)后的測量光譜與參考光譜
 圖2.SCS星上定標(biāo)組件光路示意圖
 圖3.交叉驗(yàn)證結(jié)果