第九届青年地学论坛

自1978年第一颗海洋水色卫星CZCS成功发射以来，经过四十年的发展，海洋水色遥感机理和方法已经趋于成熟。但由于颗粒物散射的异向性和异质性，海洋水色遥感反演精度还存在较大的不确定性，特别是近岸二类水体。离水辐射偏振特性携带着丰富的水体组分信息，在一定条件下可应用于水色要素定量反演，是对基于总辐射强度标量水色遥感的有益补充。然而，由于水体现场偏振测量数据匮乏，当前业务化应用的水色遥感反演模型仅利用了离水辐射的强度信息，其偏振信息却被忽略。本研究基于海洋大气耦合矢量辐射传输模型开展了全球尺度的矢量辐射传输仿真模拟研究策略。主要研究内容：（1）系统地刻画了离水辐射偏振特性空间分布特征；（2）基于残差Unet机器学习模型构建了离水辐射偏振度与水色要素组分和固有光学特性参数的定量遥感模型，分析了Unet机器学习模型自身参数、太阳高度角、观测几何对定量遥感模型的影响机制；（3）探讨了水色要素组分和固有光学特性参数定量反演精度随多角度偏振遥感观测的变化特征。（4）研制了离水辐射偏振特性直接现场原位观测装置，并实现了矢量辐射传输模拟与现场原位观测的光学闭合。结果表明，相比传统的业务化反演模型，离水辐射偏振信息的引入极大的提升了水色要素参数和固有光学特性参数的反演精度，多角度偏振观测有利于水色要素信息的定量遥感反演。研究进展可望建立实用的水体偏振观测方法，丰富我国海洋光学偏振数据资料，从水体矢量辐射机制层面阐明水色信息偏振遥感反演的可行性，可望为水色遥感提供新的思路与信息获取方法。

海洋水色遥感,偏振,离水辐射,定量遥感