反照率

天体反射本领的物理量

反照率，是天体表面全部被照明的部分向各个方向散射的光流φ与入射到该天体表面的光流φ0之比。

基本概念

它的定义是天体表面全部被照明的部分向各个方向散射的光流φ与入射到该天体表面的光流φ0之比：

A(邦德反照率)=φ/φ0，

它表示的是被天体表面反射到空间的太阳能的份额。暗黑物体比白色物体反照率低。一个反照率为 1的物体可将入射到它表面的全部光反射出去，这个物体是纯白的；反之，反照率为零的物体则是纯黑的。由此可见，行星和卫星的反照率定量地表明覆盖在它们表面上物质的特性。

地表反照率

地表反照率概念

地表反照率是遥感反演中的第一重要参数，在概念上，反照率(Albedo)是对某表面而言的总的反射辐射通量与入射辐射通量之比。在一般应用中是指一个宽带，如太阳光谱段(0.3~4.0μm)。对多波段遥感的某个谱段而言，称为谱反照率(spectralAlbedo)。这都是指向整个半球的反射。对某波段向一定方向的反射，则称为反射率(Reflectance)。地表反照率(Surface Albedo)是反映地表对太阳短波辐射反射特性的物理参量;

地表比辐射率（LandsurfaceEmissivity），LSE，又称地表发射率，是地物向外辐射电磁波能力的表征。在地表温度反演方面具有重要作用，是热红外遥感获取地表温度必不可少的参数。它不仅依赖于地表物体的组成，而且与物体的表面状况(表面粗糙度等)及物理性质(介电常数、含水量、温度等)有关，并随观测条件(观测波长、观测角度等)的变化而变化(赵英时等，2003)。由于真实物体的辐射出射度小于同温度下黑体的辐射出射度，因而比辐射率被定义为物体在温度T和波长又处的辐射出射度与同温度、同波长下的黑体辐射出射度的比值。

口为波长，T为物体温度，Ms(T,口)为物体在温度T、波长口处的辐射出射度，场MB(T,口)为同温度、同波长下黑体的辐射出射度。比辐射率是一个无量纲的量，取值在0~1之间，一般可概括为地物类型、温度、波长三者的函数(查书平，2004)。在8~14μm的热红外波段，对于存在丰富土壤和植被信息的陆地表面，比辐射率在0.90到0.99间变化。在地表温度反演过程中，比辐射率有0.01的误差，就会导致反演出的地表温度产生l~2℃的误差。因此精确获得地表比辐射率显得尤为重要。获取地表比辐射率的方法有三种:第一是实验室测量;第二是野外测量;第三是利用遥感数据反演。前两种方法精度较高，但具体测定方法非常繁琐，不易于实际应用，而且利用其获得的“点”尺度的特定地物的比辐射率，也很难转化到空间尺度上并建立地表比辐射率空间分布数据集。而遥感反演方法在获取空间上连续分布的地表比辐射率信息方面却具有很大优势。

空间分辨率

NOAA系列卫星提供的AVHRR资料有很高的空间分辨率(～1km)，是用来推算地表反射率的理想资料。本文首先叙述了青藏高原地区地表反射率的地面观测的一些事实,然后讨论了利用AVHRR资料推算地表反射率的原理与方法,并应用这一方法计算和分析了青藏高原地区1983年7月13日与1984年8月22日的两次观测资料。分析结果表明，青藏高原地区由于下垫面的复杂性,地表反射率的空间变化十分强烈；从区域平均来看,以往对高原大部份地区地表反射率的估计一般偏高。

例如，金星由于被云覆盖而有较高的反射率0.65；而水星没有大气，只有岩质表面，其反照率仅0.11.。地球的反照率是0.37。

多种卫星遥感数据反演地表反照率

地表反照率是指地表对入射的太阳辐射的反射通量与入射的太阳辐射通量的比值,决定了多少辐射能被下垫面所吸收,因而是地表能量平衡研究中的一个重要参数。多种卫星遥感数据反演地表反照率(Albedo)信息产品是地理国情监测云平台推出的生态环境类系列数据产品之一。

数据反演产品及算法

已有产品介绍

已有产品包括中国2000～2009年以及内蒙古自治区、青海省、西藏自治区2010年8天、逐月、年均产品，分辨率为1km、0.01度，精度良好。

模型算法

地表反照率表征地球表面对太阳辐射的反射能力，采用梁顺林先生的方法，空间精度质量良好。

◆TM/ETM算法如公式(1):

ashort = 0.356a1 + 0.130a3 + 0.373a4 + 0.085a5 + 0.072a7 - 0.0018 ………(1)

◆Modis算法如公式(2):

ashort=0.160 a1 +0.291a2+ 0.243a3 + 0.116a4+ 0.112a5 + 0.081a7-0.0015 ………(2)

◆AVHRR算法如公式(3):

ashort=-0.3376a12-0.2707a22-0.7074a1a2+0.2915a1+0.5256a2+0.0035 ………(3)

产品案例

内蒙古自治区2010年12月地表反照率

行星反照率

由于行星表面物质和结构的不同特点，行星表面反射太阳辐射的能力也不同，反射能力通常用反照率(albedo)来衡量。美国天文学家邦德(George Phillips Bond，1825—1865)将天体反射的电子辐射与照射到该天体的总电子辐射之比用来衡量天体的反射特性，后来该系数被称为邦德反射率，在不引起混淆的前提下，简称反照率。对于太阳系天体而言，反照率是指天体反射的源于太阳的电子辐射与照射到该天体的总电子辐射之比。由于太阳向外辐射的能量主要集中在可见光波段，所以太阳系天体的邦德反照率主要反映了天体对太阳可见光频段能量的反射性能。邦德反照率的取值范围为[0,1]，其最初应用于球面天体，后来也推广到不规则物体表面。另外一个使用较多的反照率是几何反照率。几何反照率是在零相位角方向的真实亮度与同一截面上一个理想的扁平、全反射面的亮度之比。同一天体的几何反射率往往高于邦德反射率。

几何反射率p和邦德反射率A有如下关系：A=p·q

式中，

相位角α是辐射源-反射目标方向与观测点-反射目标方向之间的夹角。I（α）是相位角方向的散射流量，I（0）为0度相位角方向的散射流量。

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