Atmospheric correction algorithm for POLDER data. Case study: DAISEX 1999 campaign

Abstract
RESUMEN Este artículo presenta un algoritmo para corregir los efectos de la atmósfera de la reflectividad multiangulare hiperespectral de POLDER, prestando especial atención al efecto de los aerosoles. Los datos fueron adquiridos durante la campaña DAISEX-99 de la Agencia Espacial Europea. El algoritmo está basado en la inversión de la reflectividad medida en dos pasos. Primero, se invierte la reflectividad de POLDER para determinar los tres parámetros de la función de distribución de la reflectividad bidireccional de la superficie (BRDF). Estos valores son los datos de entrada de la superficie para el segundo paso. En este segundo paso, invertimos de nuevo la reflectividad para obtener tres parámetros de la superficie y cuatro parámetros de los aerosoles para localidades rurales y cinco en el resto. Los parámetros de los aerosoles son la densidad de partículas de los componentes básicos de los aerosoles: insoluble en agua, soluble en agua, hollín, sales marina es modo de acumulación y sales marinas en modo grueso. Por tanto, la salida del algoritmo es el contenido de varios componentes básicos y los parámetros del modelo de BRDF. Aplicando la teoría de dispersión de Mie hemos obtenido el espesor óptico de los aerosoles (AOD) y comparado el resultado con los valores determinados a partir de medidas de extinción de la radiación solar a nivel del suelo. Se ha obtenido como condición de contorno para la inversión la información disponible sobre los aerosoles obtenida a partir de las retrotrayectorias de las masas de aire. Utilizando esta información mostramos que los valores del AOD están más próximos a la medida y que por tanto el funcionamiento del algoritmo es mejor. ABSTRACT This paper presents an algorithm to correct the effects of the atmosphere of POLDER hyperspectral and multiangular reflectance, paying particular emphasis to the aerosol effect. The data were acquired during the European Space Agency campaign DAISEX-99. The algorithm is based on the inversion of measured reflectance in two steps. First, we invert the POLDER reflectances to determine the three parameters of a bidirectional reflectance distribution function (BRDF) of the surface. These values are the first guess of the surface parameters for the second step. In the second step, we invert again the reflectance to obtain three surface parameters and four aerosol variables, in rural sites, and five variables in the rest. The aerosol variables are the particle density of the basic aerosol components: water-insoluble, water soluble and soot particles, sea-salt in accumulation mode and sea-salt in coarse mode. Thus, the algorithm output is the content of some aerosol basic components and the BRDF parameters of the surface. Applying the Mie scattering theory we have obtained the aerosol optical depth (AOD) of the retrieved aerosols and compared it with the values obtained from ground-based solar irradiance extinction measurements. The available information about the aerosols coming from airmass backtrajectories and isobaric maps provides a boundary condition for the inversion. Using this information we show that the AOD values are closer to the measured values and thus the performance of the algorithm is better. icon.
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Bibliographic reference
Pedrós Esteban, Roberto Martínez Lozano, José Antonio Moreno Méndez, José F. Utrillas Esteban, María Pilar Gómez Amo, José Luis 2006 Atmospheric correction algorithm for POLDER data. Case study: DAISEX 1999 campaign Revista Española de Teledetección 26 66 76
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