第七届青年地学论坛

地形是遥感数据处理过程中需要考虑的重要因素。当影像数据的空间分辨率（如30米）足够高时，一个坡度和坡向足以描述像元内的地形状况；这种情况称为单一坡。而对低空间分辨率（如1千米）影像数据来说，其单个像元内可以包含很多个单一坡；这样的情况为复合坡。当前许多参数估算算法使用近似的地形方法，例如假设地表水平、假设地表为单一坡、忽略临近坡面的贡献、或是使用地形可视因子（Terrain View Factor, TVF）来近似处理临近坡面的贡献。这些地形近似算法在山地区域能够带来较大误差，然而这些近似方法引起的误差尚未得到全面的、定量的评估。本研究总结了复杂地形区域的辐射传输建模，构建了相应的地表参数估算模型，并分析了不同地形近似方法对地表反射率（ρ）、方向亮度温度（T_b）、地表净辐射（E_n）、坡面下行辐射（E_d）、吸收光合有效辐射（APAR）、宽波段反照率（α）、宽波段半球发射率（ε）、观测方向的日光诱导叶绿素荧光（F_o）以及冠层内所有叶片发射的荧光（F_e）在不同空间分辨率（30、90、270、540、1080和5400米）下的误差。研究使用了青藏高原东北边缘地区（38.5°N–39.0°N, 100.0°E–100.5°E）的数字高程模型（Digital Elevation Model, DEM）作为地形数据，分析测试了三种地表覆盖（植被、土壤和雪）类型下的误差。结果表明：1.水平面假设、单一坡假设、TVF方法会给上面所有参数的估算带来显著误差（1%~58%）；2.临近坡面的贡献在估算ε、APAR、F_o、F_e和低反射ρ时可以忽略；3.在估算E_n、E_d和高反射ρ时不能忽略临近坡的贡献；在使用中高空间分辨率数据（30~270米）或是在冰雪区域估算反照率时，临近坡的贡献也不能忽略。这些结论以及本研究构建的复合坡模型能够为山地遥感前向建模和参数估算等相关研究提供参考。

地形,辐射传输,叶绿素荧光,临近效应,地表辐射参量