基于GF-5(02)卫星偏振成像载荷氧A带观测的云顶压强及地表高程重构OA

为了实现云顶压强获取与地表高程的重构,提出一种基于卫星偏振成像载荷数据的压强-高程参数反演方法。基于GF-5(02)卫星DPC传感器观测,利用氧气A吸收带对大气路径长度的敏感性,建立压强与观测量之间的非线性映射关系,实现云顶压强反演;并结合大气压强与高度的物理关系,进一步完成地表高程重构实验。针对反演过程中的关键影响因素,系统分析了地表高程误差、气溶胶光学厚度及大气光学质量的影响。实验结果表明,在祁连山地区的多角度稳定性验证中,压强反演平均变异系数约为3.98%,整体波动控制在8%以内,该方法具有较好的稳定性。在阿拉伯半岛西部阿西尔山区域的DEM对比验证中,反演压强与DEM估算压强的相关系数为0.91,RMSE约为28.6 hPa;进一步转换得到的高程重构结果与DEM的相关系数约为0.93,RMSE约为0.23 km,能够有效反映区域地形起伏特征。敏感性分析表明,气溶胶光学厚度在0.4~2.0内对反演误差影响较小(约1%以内),而高度扰动影响显著,在±10%扰动条件下压强相对误差约为1%~8%。综上所述,本文验证了基于卫星偏振成像载荷数据实现云顶压强与地表高程反演的可行性,探索了未来高分辨率、高光谱与高偏振一体化观测条件下的三维重建方案。