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卷云是由各种形状的冰晶粒子组成的。卷云对大气辐射平衡、遥感探测、光电仪器预警、目标识别等具有重要的影响,因此对卷云的散射辐射特性研究,以及遥感反演卷云的参数是大气光学领域研究的热点之一。本论文针对卷云的光散射性质,以及卷云反射率遥感反演等问题进行研究;深入分析了非球形冰晶粒子的光散射性质和卷云平均光散射性质,以及卷云反射率反演算法等理论,计算了卷云的散射特性参数及卷云的反射率。主要的工作内容为: 1.分析了MODIS(中分辨率成像光谱仪)仪器的扫描原理,并且对仪器通道生成的层次结构型数据格式HDF进行了描述;研究了Van De Hulst(范德哈尔斯)反常衍射法(ADT)计算非球形冰晶粒子单次散射性质的理论方法;利用此方法计算了1.375μm和0.55μm波段单个冰晶粒子的光散射特性。 2.研究了合成散射波强度的可加性原理,基于卷云平均散射性质定义,计算了卷云层的平均光学散射特性参数:平均非对称因子、平均吸收效率因子、平均消光效率因子;分析了2.75μm、0.55μm和1.375μm波段的卷云散射性质随有效尺度的变化关系。 3.分析了ENVI遥感信息处理软件对MODIS数据的预处理过程以及辐射校正后导出数据的过程;研究了三种卷云和高云的检测算法,并且利用MODIS遥感数据图像进行了云检测实例计算;对比MOD35_2L云掩膜信息可以说明云检测的结果比较理想,同时分析了影响云检测结果的因素,如海拔高度、冰雪分布、地表类型、气候模式等。 4.分析了地球大气系统简化模型,对卷云反射率反演算法进行简化与推导,提出了一种基于地气系统模型的简化反演算法;研究了卷云反射率反演算法实现过程,并且利用MODIS_1B辐射校正后数据反演计算了可见光波段卷云反射率;计算结果表明:在对应的第16块子图元中,可见光波段卷云反射率在多数像素点都小于0.4392;给出了六条可能影响反射率计算结果的因素。