FY-3DMERSIII通道光谱响应函数及通道中心波长使用指南

FY-3D MERSI II通道光谱响应函数及通道中心波长使用指南
（Version2.0,2018.07）
徐娜
1．主要用途和通道性能要求
主要用途通道
编号
中心
波长
(μm)
光谱带
宽
(nm)
空间分辨
率
(m)
典型辐射值
Ltyp/Ttyp
W/m^2-μm-sr
信噪比或噪声等
效温差SNR
NE∆T(K)
动态范围
(最大反射率ρ、最
大温度K)
陆地、云边界和特征遥感10.4705025035.310090% 20.5505025029.010090% 30.650502502210090% 40.865502502510090%
5 1.3820/301000660/10090%
6 1.645010007.320090%
7 2.13501000 1.210090%
海洋水色、浮游生物、生物地球化学遥感80.41220100044.930030% 90.44320100041.930030% 100.49020100032.130030% 110.55520100036.850030% 120.67020100027.850030% 130.70920100019.250030% 140.7462010002450030% 150.86520100017.850030%
大气水汽160.90520100022.2200100% 170.93620100020100100% 180.94050100015.0200100%
卷云19 1.03201000 5.4100100%
陆、水云温度
20 3.81801000300K0.25K200-350K
21 4.0501551000300K0.25K200-380K
大气水汽227.25001000270K0.30K180-280K 238.5503001000270K0.25K180-300K
陆、水云温度
2410.81000250300K0.4K180-330K
2512.010********K0.4K180-330K 1．通道光谱响应函数文件
文件名：
FY3D_MERSI_SRF_CHnn_Pub.txt通道编号nn=01,02…,25
文件内容：
列1：波长（nm）;列2：归一化光谱响应
注：FY-3D_MERSI虽然是多探元器件，但是预处理时已经做了归一化处理，因此此光谱响应数据均为标准探元的光谱响应值。

以下涉及到的所有通道相关参数均为标准探元的结果。

各通道标准探元如下表所示（表1）：
2．FY-3D_MERSI太阳反射通道(CH1~CH19)等效中心波长和大气外界太阳常数（表2）
Band Required_Mid_wl
(nm)MERSI_EquivMid_wl
(nm)
E0
(W/m2/μm)
1470471.24212017.963 2550554.75641828.387 3650653.62441554.807 4865868.6814952.4935
513801381.393363.0785
616401645.078232.4188721302125.48597.0188412411.2981700.7349443444.23751903.33410490490.95291968.184********.02211830.0531*******.31681504.91413709709.47591399.23314746746.51371277.78815865865.6848955.241516905905.8314884.809917936936.957828.421518940940.8464820.49361910301030.085680.8728
注：太阳常数采用CEOS/WGCV 推荐的Thuillier(2002)太阳光谱数据
3．FY-3D_MERSI 热发射通道（CH20~CH25）的等效中心波数、典型温度黑体辐亮度以及通道亮温修正系数（表3）
Band Required_Mid_wn (cm -1)MERSI_Equiv
Mid_wn
(cm -1)
T_type
(K)
R_type
mW /(m 2.c m -1.sr)
TbbCorr_Coeff A
B
202631.5792634.3593000.7130 1.00103-0.4759 212469.1362471.654300 1.2818 1.00085-0.3139 221388.8891382.62127019.8410 1.00125-0.2662 231169.5911168.18227037.6244 1.00030-0.0513 24925.926933.364300110.8226 1.00133-0.0734 25833.333836.941300127.9002 1.000650.0875
4．定标计算
下面以1km L1文件为例，说明定标计算方法，250m L1文件方法相同。

1）太阳反射波段CH1~19
数据集EV_1KM_RefSB和EV_250_Aggr.1KM_RefSB分别为1km反射通道（CH5~19）和250m反射通道（CH1~4）的归一化的DN值，通过如下公式进行定标计算，获得反射率Ref，
dn=DN*Slope+Intercept
Ref=Cal_2*dn2+Cal_1*dn+Cal_0
其中，Cal_2、Cal_1、Cal_0分别为数据集VIS_Cal_Coeff中相应通道的定标系数，Slope和Intercept为数据集EV_1KM_RefSB和EV_250_Aggr.1KM_RefSB属性。

2）热发射波段CH20~25
数据集EV_1KM_Emissive和EV_250_Aggr.1KM_Emissive分别为1km发射通道（CH20~23）和250m发射通道（CH24~25）的放大后辐亮度值RAD0，通过如下公式进行定标计算，获得辐亮度RAD，单位mW/(m2.cm-1.sr)。

RAD=RAD0*Slope+Intercept
*红外不需要使用定标系数进行辐射定标计算
5．可见光辐亮度与表观反射率计算
MERSI定标后发射率Ref=pi*L toa/E0
表观反射率=D ES2*Ref/u
其中，E0取自本文档中表1，或者L1数据集中属性‘Solar_Irradiance’，D ES取自L1数据集中属性‘EarthSun Distance Ratio’。

6．红外辐射与亮温转换
根据上述方式将红外通道科学数据集转换为辐亮度，单位mW/(m2.cm-1.sr)。

将它转换成黑体亮温按如下两步进行，
1)先基于等效中心波数MERSI_EquivMid_wn以及通道辐亮度，通过Plank逆变换计算得到等效黑体亮温Te，
Te=Plank-1(radiance,MERSI_EquivMid_wn)
MERSI_EquivMid_wn=10000./Effect_Center_WaveLength
其中，Effect_Center_WaveLength为L1文件里面的属性变量，获取自本文档表3。

2）再利用通道亮温修正系数（TbbCorr_Coeff，如上表所示），将Te转换为通道黑体亮温Tbb，用如下公式进行转换：
Tbb=A*Te+B
其中，A和B分别为L1文件里面的属性变量TBB_Trans_Coefficient_A和TBB_Trans_Coefficient_B，获取自本文档表3。

备注：建议在读取和使用属性文件时，先检查存储内容是否正确。