卫星遥感为我们提供了全新的对地观测方式。自第一颗对地观测卫星升空以来，各国相继发射了诸多的具有不同的光谱分辨率、辐射分辨率和时空分辨率、具有不同的成像时间和成像方式的遥感卫星，获取了对地观测的空前海量遥感数据，在全球变化研究中发挥了巨大的作用。由于卫星传感器寿命的限制和不同传感器之间存在的差异性，从众多来自不同卫星传感器的非同源遥感数据中，准确地识别地表长期变化的真实信息，成为基于遥感开展地球科学研究的核心挑战问题。 

　　围绕这一核心挑战，中国科学院南京地理与湖泊研究所研究员刘元波水文遥感课题组在国家自然基金项目和国家高技术研究发展计划（“863”计划）项目的联合资助下，基于光学辐射传输原理，推导发展了非同源遥感影像L1级数据之间的理论关系，综合表达了导致多源遥感数据之间差异性的多种要素，包括传感器之间的波段差异、气溶胶光学厚度、大气中的水汽含量、臭氧浓度、太阳的高度角和方位角以及传感器的观测角度等。进一步选取对地长期连续观测的NOAA卫星系列和全球变化研究中广泛使用的TERRA卫星，同时考虑AVHRR传感器和MODIS传感器的对地成像方式，建立了这两种传感器遥感数据之间的定量关系。基于作为CEOS（国际对地观测委员会）定标场之一的敦煌定标场，利用两个传感器相同观测时期内的多时相遥感数据，检验了所建立的AVHRR-MODIS定量关系，结果表明具有高度的一致性。在这一验证的基础上，运用数值模拟方法，定量评估了来自不同传感器的遥感数据之间存在的不确定性。结果表明，在同步天顶观测（SNOx）的条件下，在影响非同源遥感数据差异的诸因素中，气溶胶光学厚度是主要因素，其次为大气中的水汽含量、传感器之间的波段差异以及臭氧浓度等。 

　　此项研究成果2014年发表在美国电子电气工程协会（IEEE）主办的Transactions on Geoscience and Remote Sensing上。作为应用基础性理论成果，该研究解决了不同遥感影像之间关系的理论难点，对于卫星传感器的高精度交叉定标等具有重要的理论指导意义。同时，该研究为联合使用多平台、多传感器、多波段的遥感数据，开展高精度的长期变化研究，提供了一个有效的解决方案，对于利用海量遥感数据开展全球地表和气候变化的定量研究等都具有重要的现实意义。

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