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Consistent retrieval of multiple parameters from GOES-R top of atmosphere reflectance data
International Journal of Remote Sensing ( IF 3.4 ) Pub Date : 2020-08-15 , DOI: 10.1080/01431161.2020.1766151
Hengbin Xiong 1 , Hanyu Shi 1 , Zhiqiang Xiao 1
Affiliation  

ABSTRACT Current remote sensing products are mainly generated from polar-orbiting satellite data using parameter-specific algorithms. These products lack physical consistency and cannot accurately characterize intra-day variations of parameters, such as the fraction of absorbed photosynthetically active radiation (FAPAR) and surface albedo. In this study, a multi-parameter consistent retrieval method is proposed to simultaneously retrieve aerosol optical depth (AOD), leaf area index (LAI), photosynthetically active radiation (PAR), FAPAR, surface albedo, and incident shortwave radiation (ISR) from top of atmosphere (TOA) reflectance data acquired by the Advanced Baseline Imager (ABI) aboard the Geostationary Operational Environmental Satellite-R series (GOES-R). The retrieved parameter values were evaluated through comparisons with corresponding Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), the second version of the Geoland2 (GEOV2), and GOES-R products and ground measurements over five surface radiation budget network (SURFRAD) sites with different vegetation types. The results demonstrate that the retrieved AOD, PAR, ISR, and surface albedo values have consistent intra-day variations with the ground measurements, and the retrieved parameter values achieve good performance against the ground measurements for all the five SURFRAD sites. The root mean square errors of the retrieved AOD, shortwave albedo, ISR, and PAR values against the ground measurements are 0.071, 0.032, 50.943 W m–2, and 27.975 W m–2, respectively.

中文翻译:

从大气反射率数据的 GOES-R 顶部一致检索多个参数

摘要 当前的遥感产品主要是使用参数特定算法从极轨卫星数据中生成的。这些产品缺乏物理一致性,无法准确表征参数的日内变化,例如吸收的光合有效辐射 (FAPAR) 和表面反照率的分数。本研究提出了一种多参数一致反演方法,可同时反演气溶胶光学深度(AOD)、叶面积指数(LAI)、光合有效辐射(PAR)、FAPAR、地表反照率和入射短波辐射(ISR)。地球同步运行环境卫星-R 系列 (GOES-R) 上的高级基线成像仪 (ABI) 获取的大气顶部 (TOA) 反射率数据。通过与相应的中分辨率成像光谱仪 (MODIS)、Geoland2 的第二版 (GEOV2) 以及 GOES-R 产品和具有不同植被类型的五个地表辐射收支网络 (SURFRAD) 站点的地面测量进行比较来评估检索到的参数值. 结果表明,检索到的 AOD、PAR、ISR 和地表反照率值与地面测量值具有一致的日内变化,并且检索到的参数值与所有五个 SURFRAD 站点的地面测量值相比都取得了良好的性能。反演的 AOD、短波反照率、ISR 和 PAR 值与地面测量值的均方根误差分别为 0.071、0.032、50.943 W m-2 和 27.975 W m-2。Geoland2 (GEOV2) 的第二个版本,以及 GOES-R 产品和具有不同植被类型的五个地表辐射收支网络 (SURFRAD) 站点的地面测量。结果表明,检索到的 AOD、PAR、ISR 和地表反照率值与地面测量值具有一致的日内变化,并且检索到的参数值与所有五个 SURFRAD 站点的地面测量值相比都取得了良好的性能。反演的 AOD、短波反照率、ISR 和 PAR 值与地面测量值的均方根误差分别为 0.071、0.032、50.943 W m-2 和 27.975 W m-2。Geoland2 (GEOV2) 的第二个版本,以及 GOES-R 产品和具有不同植被类型的五个地表辐射收支网络 (SURFRAD) 站点的地面测量。结果表明,检索到的 AOD、PAR、ISR 和地表反照率值与地面测量值具有一致的日内变化,并且检索到的参数值与所有五个 SURFRAD 站点的地面测量值相比都取得了良好的性能。反演的 AOD、短波反照率、ISR 和 PAR 值与地面测量值的均方根误差分别为 0.071、0.032、50.943 W m-2 和 27.975 W m-2。和地表反照率值与地面测量值具有一致的日内变化,并且检索到的参数值与所有五个 SURFRAD 站点的地面测量值相比具有良好的性能。反演的 AOD、短波反照率、ISR 和 PAR 值与地面测量值的均方根误差分别为 0.071、0.032、50.943 W m-2 和 27.975 W m-2。和地表反照率值与地面测量值具有一致的日内变化,并且检索到的参数值与所有五个 SURFRAD 站点的地面测量值相比具有良好的性能。反演的 AOD、短波反照率、ISR 和 PAR 值与地面测量值的均方根误差分别为 0.071、0.032、50.943 W m-2 和 27.975 W m-2。
更新日期:2020-08-15
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