夜间微光探测技术应用是近年研究热点之一,对夜间天气监测、模式预报、人类活动研究等具有重要意义。论文首先介绍了研究背景和研究现状,详细对比了微光遥感器DMSP/OLS和VIIRS/DNB各项指标的差异,综述了星载微光数据辐射定标方法和应用研究的进展,然后计算并分析了三处亮目标微光表观反射率的时空变化特征,在此基础上尝试了结合微光与红外通道检测青藏高原冰雪区域,最后利用城市灯光数据反演了北京市夜间气溶胶光学厚度。(1)当前国内的卫星遥感定标场主要选择反射率较低的沙漠和湖面,达不到微光传感器辐射定标要求。本文选取了古里雅冰帽、普若岗日冰原及茶卡盐湖夜间亮目标,从中提取出辐亮度、观测几何、月相等信息,并结合夜间表观反射率模型和月球辐照度模型MT2009计算近满月条件下表观反射率随时间和月相角的变化。其中古里雅冰帽表观反射率最大,且长时间稳定,普若岗日冰原表观反射率稍小,可能受到降雪的影响,茶卡盐湖表观反射率与季节和降水量息息相关,但在特定时间段内最为稳定。分析也表明,月相角越大,表观反射率越小且分散。总体而言,古里雅冰帽、普若岗日冰原及茶卡盐湖可作为卫星微光传感器的辐射定标场。(2)青藏高原夜间冰雪检测对冰雪灾害救援、丰富积雪产品具有重要意义。根据冰雪/陆地/云之间反射率和发射率之间的差异,计算青藏高原夜间DNB表观反射率,然后确定阈值将冰雪和云混合区域与陆地区分出来,并通过M12/M15红外通道计算青藏高原的伪发射率,滤除云的影响,最后得到青藏高原夜间冰雪检测区域。与MODIS逐日冰雪产品MOD10C1进行对比,有雪/无雪识别结果的一致性为83%,对比结果的差异主要受到分辨率差异以及验证产品精度的影响。(3)夜间气溶胶变化特征可帮助了解气溶胶在气候变化和人类生产活动中的作用。根据有/无气溶胶存在时的城市灯光标准偏差的对比,利用“偏差法”反演了北京市2015年3月气溶胶光学厚度短时间变化和区域分布特征。在一次气溶胶北上个例中,与白天MODIS气溶胶产品对比表明,两者在气溶胶夜间变化较小时具有较好的一致性;与4个AERONET站点气溶胶数据对比验证的结果表明,两者间拟合优度R~2为0.69,RMSE为0.24。进一步分析表明,观测结果的差异主要受到不同观测手段观测时间差异以及气溶胶昼夜变化的影响。