用于大氣輻射傳輸校正的模型主要有5S模型，6S模型放航，LOWTRAN模型烈拒，MODTRAN模型和FASCODE模型。其中可以分為兩類：1）广鳍、5S和

6S模型荆几；2）、LOWTRAN模型赊时，MODTRAN模型和FASCODE模型吨铸。除此以外，還有一些根據(jù)上述模型商業(yè)化的校正軟件所進行的改進模型蛋叼，主要

有ACORN和FLASSH模型焊傅。

15S和6S模型。1986年狈涮，法國里爾科技大學(xué)大氣光學(xué)實驗室Tanré等人為了簡化大氣輻射傳輸方程狐胎，開發(fā)了太陽光譜波段衛(wèi)星信號模擬程序5S，用來模擬地氣系統(tǒng)中太陽輻射的傳輸過程并計算衛(wèi)星入瞳處輻射亮度歌馍。1997年握巢，EricVemote對5S進行了改進，發(fā)展到6S（SECONDSIMULATIONOFTHESATELLITESIGNALINTHESOLARSPECTRUM）,6S吸收了最新的散射計算方法松却，使太陽光譜波段的散射計算精度比5S有所提高暴浦。

1.15S模型

該模型在假設(shè)均一地表的前提下，描述了非朗伯反射地表情況下的大氣影響理論晓锻，并假定大氣吸收作用與散射作用可以耦合歌焦，就像吸收粒子位于散射層的上面一樣。隨后發(fā)展成為6S模型砚哆。

1.26S模型

6S是在5S的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的独撇，該模型采用了最新近似和逐次散射算法來計算散射和吸收，考慮了地表的非朗伯特性，在計算透過率時加入了3種新氣體

（ＣＨ４纷铣，Ｎ２O卵史，ＣＯ），提高了瑞利散射與氣溶膠散射的計算精度搜立。光譜積分的步長從5nm改進到2.5nm以躯，同5S相比，它可以模擬機載觀測啄踊、設(shè)置目標

高程忧设、解釋BRDF作用和臨近效應(yīng)，增加了兩種吸收氣體的計算（CO社痛、N2O）见转。采用方法逐次散射算法計算散射作用以提高精度。缺點是不能處理球形大氣和

limb(臨邊)觀測蒜哀。

1.3ATREM模型

另一個優(yōu)秀的大氣校正模型是ATREM,在6S基礎(chǔ)上改進斩箫，

它是科羅拉多大學(xué)開發(fā)的大氣校正軟件包。利用Malkmus窄波段模型計算７種大氣氣體（Ｈ２Ｏ撵儿、ＣＯ２乘客、Ｏ３、Ｎ２Ｏ淀歇、ＣＯ易核、ＣＨ４、Ｏ２）的透過率浪默，

利用３波段比值技術(shù)計算每個像元的水汽含量牡直，利用６s輻射傳輸模型模擬大氣的散射過程，產(chǎn)生的最終結(jié)果包括一幅水汽含量圖像和大氣校正過后的反射率影像纳决。這種模式是在假定無云大氣的情況下碰逸，考慮了水汽、CO2阔加、O3和O2的吸收饵史、分子和氣溶膠的散射以及非均一地面和雙向反射率的問題。

2LOWTRAN模型胜榔，MODTRAN模型和FASCODE模型

LOWTRAN胳喷，MODTRAN

和FASCODE都是由美國空軍地球物理實驗室（AFGL）根據(jù)不同的應(yīng)用目的而開發(fā)和研制的寬帶、窄帶和逐線計算的大氣輻射傳輸模型及其相應(yīng)的應(yīng)用軟

件夭织。它們之間相互借鑒吭露，取長補短，具有一組共享的公共模塊尊惰，在編程時如同拼積木似的互相調(diào)用奴饮，這樣也便于互相比較纬向。

這三個大氣輻射傳輸模型具有如下共同的特點：它們都可以在非常寬的電磁波譜范圍（0～50000cm-1择浊，0.2m～∞）內(nèi)使用戴卜，都涉及了復(fù)雜大氣條件下

多種輻射傳輸量的計算。在這些計算模型中都包括了1976年美國標準大氣作為高度函數(shù)的溫度琢岩、壓力投剥、密度以及水汽、臭氧担孔、甲烷江锨、一氧化碳和一氧化二氮等

30種氣體混合比的六種參考模型大氣，這些大氣模型適合氣候?qū)W選擇的范圍糕篇。同時還可以根據(jù)理論計算或?qū)崪y資料啄育，由用戶自行定義模型大氣，使這個模型在特定

環(huán)境下仿真和使用顯得特別靈活拌消。此外挑豌，在這些傳輸模型實用程序中包括了具有代表性的大氣、氣溶膠墩崩、云和雨的模型氓英，這些復(fù)雜的天氣環(huán)境使它們具有更廣泛的應(yīng)

用。模型還包括了水平鹦筹、垂直铝阐、傾斜向上和向下傳輸?shù)雀鞣N復(fù)雜的幾何關(guān)系，在計算大氣傾斜路徑及沿著傳輸路徑衰減量時铐拐，都考慮了大氣折射和地球的曲率徘键。這些

輻射傳輸模型都利用了HITRAN數(shù)據(jù)庫中的基本分子常數(shù)，然而遍蟋，它們采取了各不相同的處置方法把這些常數(shù)換算成透過率和輻射度吹害，顯然，這些輻射傳輸模型

具有不同的精確性匿值。下面我們將討論這些模型在應(yīng)用這個信息時所采取的不同方法赠制。

2.1LOWTRAN模型

LOWTRAN系列是計算大氣透過率及輻射的軟件包，由美國空軍地球物理實驗室用FORTRAN語言編寫挟憔。目前流行的是1989年2月公布的LOWTRAN7版本钟些。它以２０ｃｍ－１的光譜分辨率的單參數(shù)模式計算０ｃｍ－１～５００００ｃｍ－１（０．０２μｍ～∞）的大氣透過率、大氣背景輻射绊谭、單次散射的陽光和月光輻射亮度政恍、太陽直接輻照度。ＬＯＷＴＲＡＮ７增加了多次散射的計算及新的帶模式达传、臭氧和氧氣在紫外波段的吸收參數(shù)篙耗。程序考慮了連續(xù)吸收迫筑、分子、氣溶膠宗弯、云脯燃、雨的散射和吸收、地球曲率及折射對路徑及總吸收物質(zhì)含量計算的影響蒙保。

2.2MODTRAN模型

MODTRAN是LOWTRAN的改進模型辕棚，它將光譜分辨率從LOWTRAN的２０ｃｍ－１提高到２ｃｍ－１，主要改進包括發(fā)展了一種２ｃｍ－１的光譜分辨率的分子吸收的算法并更新了對分子吸收的氣壓溫度關(guān)系的處理邓厕，同時維持LOWTRAN7的基本程序和使用結(jié)構(gòu)逝嚎。許多大氣校正模型就是在MODTRAN的基礎(chǔ)上

發(fā)展起來的，如ＡＣＯＲＮ（ＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＣＯＲｒｅｃｔｉｏｎＮｏｗ）和

ＦＬＡＡＳＨ（ＦａｓｔＬｉｎｅ－ｏｆ－ＳｉｇｈｔＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｐｅｃｔｒａｌＨｙｐｅｒｃｕｂｅｓ）模型详恼。ＡＣＯＲＮ

是由ＩｍＳｐｅｃＬＬＣ公司開發(fā)的用于大氣校正的商業(yè)化軟件包补君，可以對３５０ｎｍ～２５００ｎｍ之間的高光譜與多光譜數(shù)據(jù)進行大氣校正，它利用

ＭＯＤＴＲＡＮ４模擬大氣吸收以及分子和氣溶膠的散射效應(yīng)昧互，并形成一系列查找表（ｌｏｏｋ－ｕｐ－ｔａｂｌｅｓ）挽铁，利用查找表逐像元估算水汽含量。

ＡＣＯＲＮ的一個主要特點在于它利用全光譜擬合解決了水汽與植被表面液態(tài)水重疊吸收的問題硅堆。ＦＬＡＡＳＨ模型是由光譜科技公司

（ＳｐｅｃｔｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＩｎｃ．）屿储、美國空氣動力研究實驗室（ＡＦＲＬ）與波譜信息技術(shù)應(yīng)用中心（ＳＩＴＡＣ）聯(lián)合開發(fā)的大氣校正軟件包，它工

作的波段范圍在４００ｎｍ～２５００ｎｍ之間渐逃。ＦＬＡＡＳＨ同樣利用ＭＯＤＴＲＡＮ４生成一系列的大氣參數(shù)查找表够掠，其最大特點在于考慮了鄰邊效應(yīng)。

2.3FASCODE模型

FASCODE是一個完全的逐線Beer-Lambert算法茄菊，它以最精細的光譜分辨率“精確”計算孤立的疯潭、重疊的分子譜線，這樣的光譜分辨率與任意版本的HITRAN的分子成分躍遷資料相兼容面殖。通過對每一層分子吸收竖哩，散射效應(yīng)（分子和氣溶膠）及一些連續(xù)吸收的計算，F(xiàn)ASCODE提供了“精確”透過率計算的處理脊僚。并且FASCODE考慮了非局地熱力平衡狀態(tài)的處理相叁，原則上它的應(yīng)用高度不受限制。因此辽幌，F(xiàn)ASCODE通常用作評估遙感系統(tǒng)參數(shù)化帶模型的基準增淹。

參考文獻：

1大氣輻射傳輸模型的比較研究，孫毅義等乌企，2004,2強激光與粒子束

2光學(xué)遙感大氣校正研究進展亓雪勇等2005虑润，12國土資源遙感

36Smanualhttp://6s.ltdri.org

6S模式簡介

對衛(wèi)星遙感影像進行大氣糾正是依據(jù)大氣輻射傳輸模型來完成的。

6S模式加酵，全稱為“Seeond Simulation of satellite signal in the

Solar Spectrum”拳喻，是1996年由法國大氣光學(xué)實驗室(Laboratoire d’optique

Atmospherique)在5S模式的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的哭当。它主要用來估計在無云的情況下，由氣象傳感器或地球遙感衛(wèi)星獲取的在0.25一4μm太陽光譜的輻射冗澈，主要特點為:

1

钦勘、通過使用了狀態(tài)近似(the State of the art

approximation)和多次散射(successive order of scattering

method)方法來求解輻射傳輸方程，能較好的解決瑞利散射和氣溶膠的影響渗柿。它將大氣分成12層个盆，離散角分為12個，分別計算不同層和離散角的輻射傳輸值朵栖，減少計算量，較少整層處理的難度柴梆，較少了計算的誤差陨溅。

2

、6S在假定水汽在氣溶膠層之上或之下的情況下绍在，近似解決了水汽與氣溶膠之間的散射和吸收匹配的問題门扇。

3、計算波段范圍是太陽光譜波段0.25一4μm;

4偿渡、對下墊面的類型有多種選擇臼寄，包括，朗伯體溜宽、非朗伯體以及非均一地表反射可供選擇吉拳，引入了BRDF模型來考慮均一地表條件下的二向反射問題，另外适揉，用戶還可以根據(jù)實際地表反射率特征進行自定義留攒，同時考慮了地面高程的影響。

5嫉嘀、模式中氣溶膠模式也很靈活炼邀，不但提供了幾種標準氣溶膠模式，還可以根據(jù)光度計實測數(shù)據(jù)或者氣溶膠粒子譜分布來自定義剪侮。

6拭宁、除了給出了常用遙感器的波段響應(yīng)函數(shù)，還可以根據(jù)用戶需要自行定義波段以及響應(yīng)函數(shù)瓣俯，擴大了適用傳感器的范圍杰标。

7、大氣模式有標準和用戶自定義可供選擇降铸，在大氣模式中考慮了新的氣體(CH4在旱，NZO，CO)的影響推掸。

8桶蝎、有兩種計算方式:正算和反算驻仅，正算就是根據(jù)地表反射率情況和大氣的環(huán)境參數(shù)，計算出傳感器應(yīng)該接收到的輻射亮度值登渣。反算是用戶給定傳感器的輻射亮度與大氣環(huán)境參數(shù)噪服，計算出大氣的光學(xué)參數(shù)，進一步利用大氣參數(shù)和傳感器接收值反算出地表反射率胜茧，即大氣訂正過程官觅。

6S模型的不足有:

1、光譜條件只能使在0.25一4μm范圍杨赤，只有當波段的吸收性不是很顯著時句葵，能很好的處理波段上同時存在吸收和散射的問題。

2廊遍、氣溶膠模式選擇上嬉愧，能見度要在5km以上，能見度太小使計算出來的結(jié)果可能不可靠喉前。

3没酣、不能處理有云情況下的輻射問題。