王雪琪、焦健楠、杨 彬、景 欣、赵红颖、晏 磊

北京大学地球与空间科学学院空间信息集成与3S工程应用北京市重点实验室、北京 100871

基于AirMSPI多光谱多角度传感器的地物偏振特性研究

王雪琪、焦健楠、杨 彬、景 欣、赵红颖、晏 磊*

北京大学地球与空间科学学院空间信息集成与3S工程应用北京市重点实验室、北京 100871

偏振是电磁波的重要特性、利用偏振信息研究地物的状态和性质被证明是一种有效的手段。地物属性研究是地球观测中重要的课题、偏振技术作为一种新兴手段、逐渐得到国内外遥感界的关注。目前、国际上普遍缺乏使用广、精度高的偏振传感器。AirMSPI(Airborne Multiangle Spectro Polarimetric Imager)作为新型机载偏振传感器、能够获取多波段多角度的偏振数据、空间分辨率可达10 m。选取2013年美国Tracy地区的航飞数据、分析了线偏振度(degree of linear polarization、DOLP)与偏振二向反射因子(polarized bidirectional reflectance factor、pBRF)在470、660和865 nm三个波段、九个探测天顶角的变化规律。研究发现、地物前向散射方向包含大量偏振光、其在入射主平面附近表现出强烈的非朗伯体效应。同时、DOLP与pBRF和入射天顶角及探测天顶角的相对位置有关。DOLP在入射及探测天顶角90°夹角附近最大、pBRF随着探测天顶角的增大而增大。受大气影响、蓝光波段的DOLP及pBRF数值相对较高、但红光及近红外波段可有效减弱大气分子偏振散射效应、包含更多地物偏振细节。水体、人工建筑、居民区、裸土和绿地偏振特性迥异、偏振图像中地物甄别度高。且由于分子多次散射的退偏作用、传感器接收到的地物辐射中、线偏振度与反射比具有高度负相关性、相关系数普遍大于-0.8。……