HY-1C衛(wèi)星COCTS L2A級(jí)產(chǎn)品在中國(guó)和歐洲近海的真實(shí)性檢驗(yàn)

韓冰，賈迪，高飛，郭凱，朱建華，李銅基，馬超飛，劉建強(qiáng)，Giuseppe Zibordi

1.國(guó)家海洋技術(shù)中心, 天津 300112;

2.國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心, 北京 100086;

3.Institute of Environment and Sustainability, Joint Research Center, Ispra 21027, Italy

1 引 言

自1997年全球第一顆業(yè)務(wù)化水色遙感器SeaWiFS 發(fā)射以來(lái)，海洋水色遙感在SeaWiFS、MODIS、MERIS、VIIRS、OLCI 等遙感器的支持下得到了快速的發(fā)展。目前，海洋水色遙感數(shù)據(jù)歷史已經(jīng)超過(guò)了20年。海洋水色遙感已成為業(yè)務(wù)化海洋觀測(cè)的重要組成部分，提供的基本地球物理參數(shù)（遙感反射率）及其反演得到的葉綠素a濃度、懸浮泥沙、有色可溶有機(jī)物（CDOM）等對(duì)于理解水體的生物地球化學(xué)過(guò)程及其海洋生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化的響應(yīng)至關(guān)重要（IOCCG，2000；Groom 等，2019），特別是在“碳達(dá)峰”、“碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)下的水體富營(yíng)養(yǎng)化、有害藻華、泥沙輸運(yùn)等生態(tài)環(huán)境要素的監(jiān)測(cè)具有非常重要的價(jià)值。

衛(wèi)星上搭載的水色遙感器觀測(cè)到的大氣層頂輻亮度包含了來(lái)自水體離水輻射和大氣程輻射貢獻(xiàn)，其中水體的貢獻(xiàn)僅約占10%（Morel 和Prieur，1977；Gordon 和Morel，1983）。衛(wèi)星觀測(cè)到的輻亮度經(jīng)過(guò)大氣校正后（Gordon 和Wang，1994；Jamet 等，2011），得到水體的離水輻射信息，如可見光-近紅外譜段的遙感反射率光譜Rrs（λ）（Remote-sensing reflectance，λ為波長(zhǎng)）。氣溶膠光學(xué)厚度AOT（Aerosol Optical Thickness）是大氣校正過(guò)程的重要參數(shù)。遙感反射率受到水體中浮游植物、CDOM和無(wú)機(jī)懸浮顆粒物等含量和類型等的影響，作為基本氣候變量，長(zhǎng)時(shí)間序列的遙感反射率數(shù)據(jù)對(duì)于刻畫生態(tài)環(huán)境和理解氣候變化具有十分重要的作用（Mélin和Franz，2014）。

2018年9月7日，HY-1C衛(wèi)星在太原發(fā)射中心發(fā)射成功，是中國(guó)第一顆業(yè)務(wù)化海洋衛(wèi)星，也是繼中國(guó)HY-1A 和HY-1B 衛(wèi)星后的第三顆海洋水色衛(wèi)星（苗珊珊，2018）。隨著2020年6月11日HY-1D衛(wèi)星的發(fā)射成功，中國(guó)首次實(shí)現(xiàn)海洋水色衛(wèi)星的組網(wǎng)觀測(cè)（Suo 等，2021；Liu 等，2022）。HY-1C衛(wèi)星搭載的有效觀測(cè)載荷包括海洋水色水溫掃描儀（COCTS）、海岸帶成像儀（CZI）和紫外成像儀（UVI）等，可每天對(duì)全球海洋進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，服務(wù)于自然資源調(diào)查、環(huán)境生態(tài)、應(yīng)急監(jiān)測(cè)等行業(yè)（王利民 等，2019；劉建強(qiáng) 等，2020 和2021；鄒亞榮 等，2020；周屈 等，2020；沈亞峰 等，2020），其中COCTS 的幅寬為2900 km，星下點(diǎn)分辨率約為1.1 km。COCTS 提供L2A、L2B 和L2C這3 類標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)化二級(jí)產(chǎn)品，其中L2A 級(jí)產(chǎn)品包括可見光到近紅外共8 個(gè)波段（412 nm、443 nm、490 nm、520 nm、565 nm、670 nm、750 nm 和865 nm）的遙感反射率和865 nm 氣溶膠光學(xué)厚度；L2B 級(jí)產(chǎn)品包括水色要素（葉綠素a 濃度、總懸浮物濃度、懸浮泥沙濃度、黃色物質(zhì)濃度等）和海表面溫度；L2C 級(jí)產(chǎn)品為試驗(yàn)產(chǎn)品?；谌詣?dòng)太陽(yáng)光度計(jì)（法國(guó)CIMEL 公司生產(chǎn)，CE318-SeaPRISM）的觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)（AERONET-OC）能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)的大氣和水體光學(xué)測(cè)量，其觀測(cè)數(shù)據(jù)已經(jīng)在海洋水色遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)中發(fā)揮了重要的作用（Hlaing 等，2014；Qin 等，2017；He 等，2021）。在中國(guó)海洋衛(wèi)星工程地面系統(tǒng)定標(biāo)檢驗(yàn)場(chǎng)網(wǎng)的支持下，全自動(dòng)的SeaPRISM 已經(jīng)在中國(guó)東海海域部署并從2019年3月開始業(yè)務(wù)化運(yùn)行。本文利用中國(guó)東海和南海以及歐洲近岸海域的海上試驗(yàn)和SeaPRISM 自動(dòng)觀測(cè)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)HY-1C 衛(wèi)星搭載的COCTS 提供的業(yè)務(wù)化L2A級(jí)產(chǎn)品（包括遙感反射率和氣溶膠光學(xué)厚度）進(jìn)行了系統(tǒng)性的真實(shí)性檢驗(yàn)。

2 數(shù)據(jù)和方法

本文的研究對(duì)象為HY-1C 衛(wèi)星COCTS 獲取的業(yè)務(wù)化L2A 級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品的真實(shí)性檢驗(yàn)。真實(shí)性檢驗(yàn)所用的源數(shù)據(jù)包括HY-1C 衛(wèi)星首次在軌測(cè)試（IOT2018）（Han 等，2019）和HY-1D衛(wèi)星首次在軌測(cè)試（IOT2020）期間的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)（滕越 等，2022），以及在中國(guó)東海和歐洲亞得里亞海部署的SeaPRISM 的自動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)（Zibordi 等，2009a），見表1。需要注意的是，表1 中僅給出了在±2 h 內(nèi)可能與HY-1C 衛(wèi)星COCTS 數(shù)據(jù)匹配的站位。其中歐洲亞得里亞海部署的SeaPRISM 位于距威尼斯15 km的近岸海域（Venise），已納入AERONETOC 觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)（Zibordi 等，2009a），該網(wǎng)絡(luò)專門用于海上大氣光學(xué)特性的研究和水色遙感產(chǎn)品的真實(shí)性檢驗(yàn)（Lawson 等，2021；Gilerson 等，2017）；而中國(guó)東海部署的SeaPRISM 位于距離溫州洞頭約30 km 的近岸海域（Dongtou）。表2 給出了海上試驗(yàn)數(shù)據(jù)在典型水色波段（如412 nm、443 nm、490 nm、565 nm、670 nm）及其臨近波段的遙感反射率Rrs（Remote-sensing reflectance）率和近紅外波段（如865 nm 或870 nm）氣溶膠光學(xué)厚度AOT的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

表1 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)采集區(qū)域和站位Table1 Sampling region and location of in-situ data collection

表2 中國(guó)和歐洲近海海域現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)主要水色波段遙感反射率和近紅外波段氣溶膠光學(xué)厚度統(tǒng)計(jì)信息Table 2 Statistics of in-situ remote-sensing reflectance and aerosol optical thickness in offshore waters around China and Europe

圖1 給出了各個(gè)波段遙感反射率和870 nm 氣溶膠光學(xué)厚度的直方圖，從圖1中可以發(fā)現(xiàn)，各波段遙感反射率和氣溶膠光學(xué)厚度基本符合正態(tài)分布趨勢(shì)。海上試驗(yàn)、中國(guó)東海海域SeaPRISM 和亞得里亞海SeaPRISM 的遙感反射率的眾數(shù)差異較大，特別是在綠光（565 nm 附近）和紅光波段（670 nm 附近），說(shuō)明3 種水體的光學(xué)性質(zhì)存在較大的差異。氣溶膠光學(xué)厚度亦是如此。

圖1 海上試驗(yàn)（IOT2018 & IOT2020，實(shí)線）、中國(guó)東海SeaPRISM（SeaPRISM_Dongtou，虛線）和歐洲亞得里亞海SeaPRISM（SeaPRISM_Venise，點(diǎn)線）獲取的各個(gè)波段遙感反射率和870 nm氣溶膠光學(xué)厚度的直方分布圖Fig.1 Histogram of remote-sensing reflectance at various wavelengths and aerosol optical thickness @ 870 nm collected by field campaigns（IOT2018&IOT2020，solid lines），SeaPRISM deployed in the East China Sea（SeaPRISM_Dongtou，dashed lines）and SeaPRISM deployed in the northern Adriatic Sea（SeaPRISM_Venise，dotted lines）

2.1 衛(wèi)星遙感產(chǎn)品

HY-1C 衛(wèi)星COCTS L2A 數(shù)據(jù)產(chǎn)品從中國(guó)海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)（osdds.nsoas.org.cn［2021-08-01］）獲取。該產(chǎn)品為標(biāo)準(zhǔn)業(yè)務(wù)化產(chǎn)品，其包含的主要地球物理產(chǎn)品為遙感反射率（Rrs）和氣溶膠光學(xué)厚度（AOT）。本文使用的數(shù)據(jù)包括IOT2018和IOT2020 海上試驗(yàn)期間、2019年3月至2021年6月期間中國(guó)東海洞頭近岸海域以及2018年9月至2021年6月期間歐洲亞得里亞海威尼斯近岸海域的L2A 級(jí)COCTS 數(shù)據(jù)，其標(biāo)稱的空間分辨率為1.1 km；此外，本文還使用了NASA 發(fā)布的AQUA 衛(wèi)星MODIS 的二級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品作為參考數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)從NASA 官方網(wǎng)站（oceancolor.gsfc.nasa.gov［2021-08-01］）獲取，同樣包括Rrs 和AOT，標(biāo)稱的空間分辨率為1 km。AQUA MODIS水色遙感數(shù)據(jù)是目前持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)、應(yīng)用最廣泛的水色遙感產(chǎn)品之一（McClain，2009；Joo 等，2015；Glover 等，2018）。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

2.2.1 海上試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)與數(shù)據(jù)處理方法

國(guó)家海洋技術(shù)中心和國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心分別于2018年9—10月和2020年7—8月，聯(lián)合在中國(guó)東海和南海海域組織實(shí)施了HY-1C 衛(wèi)星和HY-1D 衛(wèi)星的首次在軌測(cè)試試驗(yàn)，獲取了包括遙感反射率和氣溶膠光學(xué)厚度在內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。圖2給出了中國(guó)南海和東海海上試驗(yàn)的遙感反射率光譜和氣溶膠光學(xué)厚度光譜。

圖2 中國(guó)東海和南海海上試驗(yàn)（IOT2018和IOT2020）獲取的氣溶膠光學(xué)厚度光譜和遙感反射率光譜Fig.2 In-situ aerosol optical thickness and remote-sensing reflectance during field campaigns in the East and South China Sea，i.e.IOT2018 and IOT2020

遙感反射率的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量使用Satlantic 公司的海面光譜儀（HYPERSAS），測(cè)量幾何為［θ，Φ］=［40°，135°］，以盡量避開太陽(yáng)耀斑（glint），其中40°為儀器探頭與海面法線方向夾角θ，135°為儀器觀測(cè)平面與太陽(yáng)入射平面的夾角Φ（圖3）。氣溶膠光學(xué)厚度的測(cè)量使用Microtops Ⅱ太陽(yáng)光度計(jì)。遙感反射率、氣溶膠光學(xué)厚度觀測(cè)和數(shù)據(jù)處理均參考NASA SeaWiFS 海洋光學(xué)規(guī)范（Mueller 等，2003）進(jìn)行，其中遙感反射率計(jì)算時(shí)用到的海面反射率采用Ruddick等（2006）推薦的方法。

圖3 海面光譜儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量遙感反射率的觀測(cè)幾何Fig.3 Observation geometry of spectroradiometer determining remote-sensing reflectance

遙感反射率計(jì)算方法如下：

式中，Lt(λ)、Li(λ)和Es(λ)分別為海面光譜儀觀測(cè)得到的海面上行輻亮度、天空下行輻亮度和天空下行輻照度，而Trs(λ)和Srs(λ)分別為海面總反射率和天空下行光反射率。ρ為海面反射率。

2.2.2 SeaPRISM 太陽(yáng)光度計(jì)觀測(cè)與數(shù)據(jù)處理方法

SeaPRISM 太陽(yáng)光度計(jì)自動(dòng)觀測(cè)包括太陽(yáng)直射數(shù)據(jù)、天空掃描數(shù)據(jù)、海面光譜數(shù)據(jù)在內(nèi)的3類數(shù)據(jù)，采用與海面光譜儀類似的觀測(cè)幾何和數(shù)據(jù)處理方法，不同的是它的天空下行輻照度數(shù)據(jù)是根據(jù)測(cè)量得到的太陽(yáng)直射輻照度觀測(cè)數(shù)據(jù)和輔助參數(shù)（臭氧含量等）計(jì)算得到而不是實(shí)際測(cè)量得到的，詳細(xì)的數(shù)據(jù)處理方法可參考Zibordi 等（2004和2009b）和Jia等（2020）。圖4分別展示了中國(guó)東海2019年3月至2021年6月、歐洲亞得里亞海2018年9月至2021年6月之間的遙感反射率和氣溶膠光學(xué)厚度光譜的部分?jǐn)?shù)據(jù)?？梢钥闯?，中國(guó)東海的氣溶膠光學(xué)厚度變化范圍比歐洲亞得里亞海要大；中國(guó)東海和歐洲亞得里亞海的遙感反射率均具有顯著的二類水體光譜特征，但中國(guó)東海的遙感反射率在565 nm 具有更為顯著的峰值，即在565 nm 左右兩側(cè)呈現(xiàn)出快速的增大或減小，而歐洲亞得里亞海的遙感反射率在490—551 nm 范圍內(nèi)的變化要平緩的多，峰值在490 nm、532 nm或551 nm 都有可能出現(xiàn)，甚至?xí)霈F(xiàn)平峰。這說(shuō)明中國(guó)東海洞頭近岸水體成分造成的光學(xué)特性變化規(guī)律性更明顯，而歐洲亞得里亞海威尼斯近岸水體則呈現(xiàn)更為復(fù)雜的變化（Zibordi 等2004 和2009b）。

圖4 SeaPRISM獲取的部分實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)：中國(guó)東海洞頭近岸海域氣溶膠光學(xué)厚度光譜和遙感反射率光譜，歐洲亞得里亞海威尼斯近岸海域氣溶膠光學(xué)厚度光譜和遙感反射率光譜Fig.4 In-situ part of data collected by SeaPRISM sun-photometer.Aerosol optical thickness and remote-sensing reflectance in the East China Sea around Dongtou，and aerosol optical thickness and remote-sensing reflectance in the Northern Adriatic Sea around Venise in Europe

2.3 星地時(shí)空匹配方法

在利用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)真實(shí)性檢驗(yàn)之前，二者需要進(jìn)行時(shí)空匹配（Bailey和Werdell，2006；Han 等，2019），時(shí)空匹配準(zhǔn)則為：（1）時(shí)間窗口±1.0 h，（2）以距離現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)站點(diǎn)最近（距離不超過(guò)星下點(diǎn)分辨率或3 km）的衛(wèi)星象元為中心的5×5 象元（空間窗口）的數(shù)據(jù)納入最終統(tǒng)計(jì)分析。

此外在5×5象元窗口內(nèi)，只有滿足以下條件的匹配數(shù)據(jù)為有效匹配數(shù)據(jù)：（1）參考波段（通常選擇藍(lán)綠波段）的遙感反射率的有效比例應(yīng)不低于50%；（2）參考波段的遙感反射率的空間均勻性滿足其變異系數(shù)（標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值）不高于0.3；（3）遙感數(shù)據(jù)象元處太陽(yáng)天頂角不超過(guò)75°、觀測(cè)天頂角不超過(guò)60°；（4）對(duì)于遙感反射率，選擇COCTS 與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中最鄰近的波段進(jìn)行匹配（各數(shù)據(jù)的波段配置見表3）；（5）考慮二級(jí)產(chǎn)品標(biāo)識(shí)（flag）對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果的影響，本文采用的flag（Bailey 和Werdell，2006）包括：ATMFAIL、LAND、STRAYLIGHT、HIGLINT、NAVWARN、NAVFAIL、PRODFAIL。

表3 HY-1C衛(wèi)星COCTS L2A產(chǎn)品和AQUA衛(wèi)星MODIS二級(jí)產(chǎn)品的光譜波段與各種現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的波段匹配Table 3 Spectral bands of HY-1C COCTS L2A and AQUA MODIS L2 products matched with various in-situ data

得到所有的有效匹配數(shù)據(jù)后，采用平均相對(duì)百分比偏差RPD（Relative Percentage Difference）和平均絕對(duì)百分比偏差A(yù)PD（Absolute Percentage Difference）評(píng)價(jià)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的質(zhì)量。RPD 主要用于刻畫被檢驗(yàn)數(shù)據(jù)相對(duì)于檢驗(yàn)源數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)，而APD 則主要用于刻畫被檢驗(yàn)數(shù)據(jù)相對(duì)于檢驗(yàn)源數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

始終，Xi-Yi為一組匹配數(shù)據(jù)，Xi為檢驗(yàn)源數(shù)據(jù)（實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)），Yi為被檢驗(yàn)數(shù)據(jù)（遙感產(chǎn)品），N為匹配數(shù)據(jù)量。

3 結(jié)果與討論

3.1 遙感反射率檢驗(yàn)結(jié)果

3.1.1 基于海上試驗(yàn)數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)結(jié)果

基于IOT2018 和IOT2020 海上試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的遙感反射率數(shù)據(jù)，共發(fā)現(xiàn)5組有效的與COCTS L2A產(chǎn)品的匹配數(shù)據(jù)，全部在中國(guó)南海區(qū)域（具體可見表1 中標(biāo)注“×”的站位）。從圖5（a）的比對(duì)結(jié)果可以看出，COCTS 遙感反射率與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的遙感反射率一致性較好，都圍繞在1∶1線附近。從表4 可以發(fā)現(xiàn)，相比于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，COCTS 的遙感反射率出現(xiàn)高估。在藍(lán)光波段（412 nm、443 nm、490 nm），RPD 在24.4%—27.4%（平均值25.6%），APD在50%—69.7%（平均值62.7%）；而在綠光波段（520 nm、565 nm）高估現(xiàn)象加重，RPD 在83.1%—91.2%（平均值87.2%），APD 在92.4%—94.9%（平均值93.7%）；到了紅光波段（670 nm），出現(xiàn)嚴(yán)重高估，RPD 超過(guò)了200%，APD 則超過(guò)了300%?？傮w來(lái)看，COCTS 的遙感反射率相對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)高估了90.82%（所有波段RPD 平均值），總體誤差為120.43%（所有波段APD 平均值）。如果放松時(shí)空匹配的條件（即不考慮空間均一性和有效象元比例，觀測(cè)天頂角不超過(guò)65°），除Rrs565 之外，有效匹配數(shù)據(jù)顯著增加約2 倍，達(dá)到15 組左右（表4 括號(hào)內(nèi)的匹配數(shù)據(jù)量），其中1 組在東海而其余全部在南海。在這種情況下，COCTS 的遙感反射率與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)依然保持很好的一致性，見圖5（b）：總體平均高估了60.66%（所有波段RPD平均值），總體平均誤差為92.37%（所有波段APD 平均值），詳見表3 括號(hào)內(nèi)的統(tǒng)計(jì)數(shù)字。二級(jí)產(chǎn)品標(biāo)識(shí)對(duì)COCTS 遙感反射率與海上試驗(yàn)數(shù)據(jù)的匹配結(jié)果沒(méi)有產(chǎn)生影響。

圖5 COCTS L2A數(shù)據(jù)的遙感反射率與IOT2018和IOT2020海上試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比散點(diǎn)Fig.5 Scatter plot between remote-sensing reflectance given in COCTS L2A data and in-situ data collected in SIOT2018 and IOT2020 cruises

表4 基于IOT2018和IOT2020海上試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)COCTS L2A遙感反射率的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 4 Statistics of validation of COCTS L2A remote-sensing reflectance as compared with in-situ data collected in IOT2018 and IOT2020 cruises

通過(guò)對(duì)同期的AQUA 衛(wèi)星MODIS 的二級(jí)數(shù)據(jù)的遙感反射率的真實(shí)性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，MODIS 的遙感反射率共有9 組有效匹配數(shù)據(jù)，其中東海3 組、南海6 組（具體可見表1 中標(biāo)注“+”的站位），它們之間一致性優(yōu)于COCTS，且RPD 和APD 均優(yōu)于COCTS。具體來(lái)講，MODIS 的遙感反射率更靠近與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的1∶1 線，藍(lán)光波段（412 nm、443 nm、469 nm、488 nm）、綠光波段（531 nm、547 nm、555 nm）和紅光波段（645 nm、667 nm、678 nm）的遙感反射率的RPD 平均值分別為12.1%、7.8%和54.6%，而其APD 平均值分別為15.0%、17.1%和91.8%；在放松時(shí)空匹配的條件（不考慮空間均一性和有效象元比例，觀測(cè)天頂角不超過(guò)65°）之后，MODIS 數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的有效匹配數(shù)據(jù)達(dá)到17 組，增加的匹配數(shù)據(jù)全部出現(xiàn)在南海。藍(lán)光波段、綠光波段和紅光波段的遙感反射率的RPD 平均值分別為22.1%、32.2%和231.6%，而其APD 平均值分別為26.0%、37.9%和261.0%。

3.1.2 基于SeaPRISM 觀測(cè)數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)結(jié)果

（1）中國(guó)東海SeaPRISM 數(shù)據(jù)?；谥袊?guó)東海洞頭近岸海域SeaPRISM 的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，共找到21 組與HY-1C 衛(wèi)星COCOTS 的L2A 遙感反射率有效匹配的數(shù)據(jù)（其中412 nm 和443 nm 分別為13組和16 組），如圖6（a）所示?？梢钥闯鯟OCTS 的遙感反射率與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)存在較好的一致性，但整體上要低于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)（表4）。具體來(lái)講，COCTS 藍(lán)光波段遙感反射率相比于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的RPD 和APD 分別為-40.2%和61.6%，綠光波段的RPD 和APD 分別為-22.9%和30.1%，紅光波段的RPD 和APD 分別為-36.7% 和46.0%；總體上，COCTS 遙感反射率相比于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的RPD 和APD在主要水色波段的平均值分別為-33.8%和48.5%。在應(yīng)用COCTS 二級(jí)產(chǎn)品標(biāo)識(shí)篩選后，有效匹配數(shù)據(jù)大幅較少，僅剩余13 組匹配數(shù)據(jù)（其中412 nm和443 nm分別為9組和10組），此時(shí)，COCTS遙感反射率與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)總體一致性變化不大，但在藍(lán)光波段的RPD 和APD 變得更好，所有波段的RPD和APD 平均值分別為-23.0%和47.1%；在放松時(shí)空匹配條件（不考慮空間均一性和有效象元比例）之后，有效匹配數(shù)據(jù)量增加幅度不大，只增加3 組，見圖6（b），COCTS 遙感發(fā)射率相比于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的RPD 和APD 在主要水色波段的平均值變化也不大，它們分別為-32.4%和46.3%，詳見表5括號(hào)內(nèi)的統(tǒng)計(jì)數(shù)字。

圖6 COCTS L2A數(shù)據(jù)的遙感反射率與中國(guó)東海洞頭近岸海域的SeaPRISM現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比散點(diǎn)Fig.6 Scatter plot between remote-sensing reflectance given in COCTS L2A data and in-situ data collected by SeaPRISM in the East China Sea around Dongtou

表5 基于中國(guó)東海洞頭近岸海域附近的SeaPRISM 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)對(duì)COCTS L2A遙感反射率的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 5 Statistics of validation of COCTS L2A remote-sensing reflectance as compared with in-situ data collected by SeaPRISM in the East China Sea around Dongtou

對(duì)同期的AQUA 衛(wèi)星MODIS 的二級(jí)數(shù)據(jù)的遙感反射率的真實(shí)性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，MODIS 的遙感反射率與中國(guó)東海洞頭近岸海域SeaPRISM 共有48組有效匹配數(shù)據(jù)（412 nm 為47 組），它們之間一致性很好，其RPD 和APD 均優(yōu)于COCTS。具體來(lái)講，MODIS 的遙感反射率更靠近與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的1∶1線，藍(lán)光波段（412 nm、443 nm、488 nm）、綠光波段（531nm、555 nm）和紅光波段（667 nm）的遙感反射率的RPD平均值分別為-1.1%、-14.5%和1.7%，而其APD 平均值分別為19.8%、16.4%和16.1%；在放松時(shí)空匹配的條件（不考慮空間均一性和有效象元比例，觀測(cè)天頂角不超過(guò)65°）之后，有效匹配數(shù)據(jù)的數(shù)量及其RPD 和APD 的平均值沒(méi)有變化。值得一提的是，MODIS 的二級(jí)產(chǎn)品標(biāo)識(shí)的應(yīng)用會(huì)使的有效匹配數(shù)據(jù)銳減到6 組，此時(shí)，藍(lán)光波段、綠光波段和紅光波段的遙感反射率的RPD和APD平均值不減反增。

（2）亞得里亞海SeaPRISM 數(shù)據(jù)?；跉W洲亞得里亞海威尼斯近岸海域SeaPRISM 的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，共發(fā)現(xiàn)超過(guò)40 組與HY-1C 衛(wèi)星COCOTS 的L2A 遙感反射率的有效匹配數(shù)據(jù)（其中565 nm 為24組），如圖7（a）所示?？梢钥闯?，除670 nm之外，COCTS 的遙感反射率與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)存在較好的一致性，但COCTS的Rrs670明顯低于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)（表6）。具體來(lái)講，COCTS 藍(lán)光波段（412 nm、443 nm、490 nm）遙感反射率相比于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的RPD和APD的平均值分別為34.2%和85.8%，綠光波段（520 nm、565 nm）的RPD 和APD 的平均值分別為-7.0%和38.1%，而紅光波段的RPD 和APD 分別為-51.1%和66.6%；總體上，COCTS遙感反射率相比于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的RPD 和APD 在主要水色波段的平均值分別為-6.2%和66.7%。COCTS 二級(jí)產(chǎn)品標(biāo)識(shí)的應(yīng)用并沒(méi)有改變有效匹配數(shù)據(jù)量。在放松時(shí)空匹配的條件之后，有效匹配數(shù)據(jù)量有所增加約50%（如Rrs490 匹配數(shù)據(jù)從45 組增加值72 組），一致性態(tài)勢(shì)沒(méi)有明顯變化，但離散更大，見圖7（b）。COCTS 遙感發(fā)射率相比于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的RPD 和APD在藍(lán)光、綠光和紅光波段的平均值變化分別為22.9%和84.2%、-7.6%和42.3%、78.5%和192.8%，詳見表5括號(hào)內(nèi)統(tǒng)計(jì)數(shù)字。

圖7 COCTS L2A數(shù)據(jù)的遙感反射率與歐洲亞得里亞海威尼斯近岸海域SeaPRISM現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比散點(diǎn)Fig.7 Scatter plot between remote-sensing reflectance given in COCTS L2A data and in-situ data collected by SeaPRISM in the Adriatic Sea around Venise in Europe

表6 基于歐洲亞得里亞海威尼斯近岸海域SeaPRISM 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)對(duì)COCTS L2A遙感反射率的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 6 Statistics of validation of COCTS L2A remote-sensing reflectance as compared with in-situ data collected by SeaPRISM in the Adriatic Sea around Venise in Europe

通過(guò)對(duì)同期的AQUA 衛(wèi)星MODIS 的二級(jí)數(shù)據(jù)的遙感反射率的真實(shí)性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，MODIS的遙感反射率與歐洲亞得里亞海威尼斯近岸海域SeaPRISM觀測(cè)數(shù)據(jù)共有341組有效匹配數(shù)據(jù)（667 nm匹配數(shù)據(jù)328 組），它們之間一致性優(yōu)于COCTS，且RPD和APD 均優(yōu)于COCTS。具體來(lái)講，MODIS 的遙感反射率更靠近與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的1∶1線，藍(lán)光波段（412 nm、443 nm、488 nm）、綠光波段（531 nm、555nm）和紅光波段（667 nm）的遙感反射率的RPD平均值分別為-6.3%、-18.6%和-28.8%，而其APD 平均值分別為24.5%、20.3%和36.6%；應(yīng)用MODIS 二級(jí)產(chǎn)品flag 之后，有效匹配數(shù)據(jù)降至211組，二者一致性更好，藍(lán)光波段、綠光波段和紅光波段的遙感反射率的RPD 和APD 平均值也比未使用flag之前更好，分別為-2.8%和21.6%、-18.5%和19.8%、-29.8%和35.5%。在放松時(shí)空匹配的條件（不考慮空間均一性和有效象元比例，觀測(cè)天頂角不超過(guò)65°）之后，MODIS 數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的有效匹配數(shù)據(jù)增加到400 組左右（667 nm 為382組），藍(lán)光波段、綠光波段和紅光波段的遙感反射率的RPD 和APD 平均值基本不變，分別為-6.1% 和26.2%、 -18.4% 和21.4%、 -27.8% 和37.7%。

3.2 氣溶膠光學(xué)厚度檢驗(yàn)結(jié)果

3.2.1 基于海上試驗(yàn)數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)結(jié)果

基于IOT2018 和IOT2020 海上試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的氣溶膠光學(xué)厚度，共找到5 組與COCTS L2A 數(shù)據(jù)匹配的匹配數(shù)據(jù)（圖8，黑色紅色實(shí)心圓形）?？梢悦黠@看出，COCTS 的氣溶膠光學(xué)厚度相比于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)整體性低估，RPD 為-71.1%，而APD 為71.1%。如果放松時(shí)空匹配的條件（不考慮空間均一性和有效象元比例，觀測(cè)天頂角不超過(guò)65°），有效匹配數(shù)據(jù)達(dá)到13 組（圖8，黑色正方形），除部分匹配數(shù)據(jù)更靠近1∶1線之外，COCTS氣溶膠光學(xué)厚度整體低估的趨勢(shì)沒(méi)有改變但有所減弱，RPD 和APD 分別為-56.1%和56.1%。二級(jí)產(chǎn)品標(biāo)識(shí)對(duì)COCTS 氣溶膠光學(xué)厚度與海上試驗(yàn)數(shù)據(jù)的匹配結(jié)果沒(méi)有產(chǎn)生影響。

圖8 COCTS L2A數(shù)據(jù)的氣溶膠光學(xué)厚度與IOT2018和IOT2020海上試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比散點(diǎn)Fig.8 Scatter plot between aerosol optical thickness given in COCTS L2A data and in-situ data collected in IOT2018 and IOT2020 cruises.Red solid circles： standard temporalspatial matchup criteria are applied，black squares：temporal-spatial match-up criteria are relaxed

通過(guò)對(duì)同期AQUA 衛(wèi)星MODIS 的二級(jí)數(shù)據(jù)的氣溶膠光學(xué)厚度的真實(shí)性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，MODIS 的氣溶膠光學(xué)厚度與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)共有9組有效匹配數(shù)據(jù)，它們一致性優(yōu)于COCTS，且它們的RPD 和APD 均優(yōu)于COCTS。具體來(lái)講，MODIS 氣溶膠光學(xué)厚度相對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的RPD 和APD 分別為22.4%和42.5%。在放松時(shí)空匹配的條件后，有效匹配數(shù)據(jù)可增加至17 組，RPD 和APD 分別增大至73.3%和84.8%。

3.2.2 基于SeaPRISM 觀測(cè)數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)結(jié)果

（1）中國(guó)東海SeaPRISM 數(shù)據(jù)?；谥袊?guó)東海洞頭近岸海域附近的SeaPRISM 實(shí)測(cè)的氣溶膠光學(xué)厚度，共找到67 組與COCTS L2A 數(shù)據(jù)匹配的匹配數(shù)據(jù)（圖9）?？梢悦黠@看出，COCTS 的氣溶膠光學(xué)厚度相比于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)整體性低估，RPD為-59.9%，而APD 為59.9%；當(dāng)應(yīng)用COCTS L2A二級(jí)產(chǎn)品flag 時(shí)，與SeaPRISM 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的有效匹配數(shù)據(jù)減小到29 組，其低估趨勢(shì)基本沒(méi)有變化，RPD 和APD 分別變?yōu)?62.1%和62.1%，變化也不大。如果放松時(shí)空匹配的條件（不考慮空間均一性和有效象元比例，觀測(cè)天頂角不超過(guò)65°），有效匹配數(shù)據(jù)達(dá)到117 組，除部分匹配數(shù)據(jù)更靠近1∶1線之外，COCTS 氣溶膠光學(xué)厚度整體低估的趨勢(shì)沒(méi)有改變但有所減弱，RPD 和APD 分別為-55.4%和56.0%。

圖9 COCTS L2A數(shù)據(jù)的氣溶膠光學(xué)厚度與中國(guó)東海洞頭近岸海域SeaPRISM現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比散點(diǎn)Fig.9 Scatter plot between aerosol optical thickness given in COCTS L2A data and in-situ data collected by SeaPRISM in the East China Sea around Dongtou.Red solid circles： standard temporal-spatial matchup criteria are applied，black squares：temporal-spatial match-up criteria are relaxed

通過(guò)對(duì)同期的AQUA衛(wèi)星MODIS的二級(jí)數(shù)據(jù)的氣溶膠光學(xué)厚度的真實(shí)性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，MODIS 的氣溶膠光學(xué)厚度與中國(guó)東海洞頭近岸海域SeaPRISM共有59 組有效匹配數(shù)據(jù)，它們之間一致性較好，更靠近1∶1線，且RPD 和APD 均優(yōu)于COCTS。具體來(lái)講，MODIS 的氣溶膠光學(xué)厚度與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相比的RPD 和APD 分別為8.5%和35.7%。值得一提的是，MODIS的二級(jí)產(chǎn)品標(biāo)識(shí)（通遙感反射率）的應(yīng)用會(huì)使的有效匹配數(shù)據(jù)銳減到5 組，MODIS氣溶膠光學(xué)厚度的RPD 和APD 分別為-11.2%和21.8%；而在放松時(shí)空匹配的條件后，有效匹配數(shù)據(jù)可增加至81 組，RPD 和APD 分別增大至4.4%和36.0%。

（2）歐洲亞得里亞海SeaPRISM 數(shù)據(jù)?；跉W洲亞得里亞海威尼斯近岸海域SeaPRISM 實(shí)測(cè)的氣溶膠光學(xué)厚度，共找到45 組與COCTS L2A 數(shù)據(jù)匹配的匹配數(shù)據(jù)（圖10）?？梢悦黠@看出，COCTS 的氣溶膠光學(xué)厚度相比于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)具有較好的一致性，但出現(xiàn)整體性的高估，RPD 為88.4%，而APD 為107.6%；如果放松時(shí)空匹配的條件（不考慮空間均一性和有效象元比例，觀測(cè)天頂角不超過(guò)65°），有效匹配數(shù)據(jù)達(dá)到73 組，COCTS 氣溶膠光學(xué)厚度整體高估的趨勢(shì)沒(méi)有改變，RPD 和APD分別為83.2%和100.9%。二級(jí)產(chǎn)品標(biāo)識(shí)對(duì)COCTS氣溶膠光學(xué)厚度與SeaPRISM 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的匹配結(jié)果沒(méi)有產(chǎn)生影響。

圖10 COCTS L2A數(shù)據(jù)的氣溶膠光學(xué)厚度與歐洲亞得里亞海威尼斯近岸海域SeaPRISM現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比散點(diǎn)Fig.10 Scatter plot between aerosol optical thickness given in COCTS L2A data and in-situ data collected by SeaPRISM in the Adriatic Sea around Venise in Europe.Red solid circles：standard temporal-spatial matchup criteria are applied，black squares： temporal-spatial match-up criteria are relaxed

通過(guò)對(duì)同期的AQUA 衛(wèi)星MODIS 的二級(jí)數(shù)據(jù)的氣溶膠光學(xué)厚度的真實(shí)性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，MODIS 的氣溶膠光學(xué)厚度與歐洲亞得里亞海威尼斯近岸海域SeaPRISM 共有348 組有效匹配數(shù)據(jù)，它們之間一致性較好但存在顯著高估的趨勢(shì)，MODIS 的氣溶膠光學(xué)厚度與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相比的RPD 和APD分別為188.4%和188.4%。值得一提的是，MODIS的二級(jí)產(chǎn)品flag 的應(yīng)用會(huì)使的有效匹配數(shù)據(jù)銳減到217 組，MODIS 氣溶膠光學(xué)厚度高估的趨勢(shì)沒(méi)有變化，其RPD 和APD 分別為176.9%和176.9%；而在放松時(shí)空匹配的條件后，有效匹配數(shù)據(jù)可增加至400 組，RPD 和APD 分別增大至213.2%和213.2%。

3.3 COCTS L2A產(chǎn)品總體評(píng)價(jià)與比對(duì)

圖11給出了COCTS L2A產(chǎn)品的490 nm、565 nm和670 nm 遙感反射率以及氣溶膠光學(xué)厚度在不同海域與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的比對(duì)結(jié)果（嚴(yán)格匹配但不考慮二級(jí)產(chǎn)品標(biāo)識(shí)影響）。表7 給出了相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果及其與同期MODIS 的驗(yàn)證結(jié)果。

表7 基于中國(guó)和歐洲近海不同海域現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)對(duì)COCTS L2A遙感反射率和氣溶膠光學(xué)厚度的檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果Table 7 Statistics of validation of COCTS L2A remote-sensing reflectance and aerosol optical thickness as compared with in-situ data collected in various regions across China and Europe

圖11 COCTS L2A的遙感反射率和氣溶膠光學(xué)厚度產(chǎn)品在中國(guó)和歐洲近海不同海域（IOT2018&IOT2020、SeaPRISM_Dongtou和SeaPRISM_Venise）與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的比對(duì)散點(diǎn)Fig.11 Scatter plot between COCTS L2A products and in-situ measurements in various region across China and Europe（IOT2018&IOT2020，SeaPRISM_Dongtou and SeaPRISM_Venise）

可以看出，COCTS 的遙感反射率在藍(lán)光波段（490 nm）與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)不論總體上還是在不同海域均具有較好一致性，較為均衡的分布在1∶1 線兩邊。兩者RPD 和APD 不同海域的平均值分別為-5.6%和46.8%，表明COCTS 在藍(lán)光波段有輕微低估。在綠光波段（565 nm），兩者仍表現(xiàn)出較好的一致性，但COCTS 在不同海域的表現(xiàn)不一致，如相對(duì)海上試驗(yàn)數(shù)據(jù)（中國(guó)東海和南海）高估，而在歐洲亞德里亞海威尼斯近岸海域，兩者RPD 和APD 在不同海域的平均值分別為11.8%和53.0%。而對(duì)于紅光波段（670 nm），COCTS 總體上存在低估現(xiàn)象，且在不同海域的均出現(xiàn)明顯的低估，二者RPD 和APD 不同海域的平均值分別為-51.3%和173.9%。

至于氣溶膠光學(xué)厚度，COCTS 在中國(guó)近海（海上試驗(yàn)和洞頭近岸海域）存在顯著的低估現(xiàn)象，但在歐洲亞得里亞海威尼斯近岸海域則出現(xiàn)高估趨勢(shì)，總體上來(lái)看，二者RPD 和APD 不同海域的平均值分別為-14.2%和79.5%。

相比于MODIS 二級(jí)產(chǎn)品的遙感反射率和氣溶膠光學(xué)厚度，COCTS 與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的偏差更大一些特別是在藍(lán)光和紅光波段。而COCTS 氣溶膠光學(xué)厚度總體上比MODIS 與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)更接近，但COCTS 在不同海域的趨勢(shì)不同，如在中國(guó)近海出現(xiàn)低估現(xiàn)象，而在歐洲近海則出現(xiàn)高估現(xiàn)象；但是MODIS 的高估現(xiàn)象則一直存在，特別是在歐洲亞得里亞海威尼斯近岸海域高估現(xiàn)象特別嚴(yán)重（RPD和APD均為188.4%）。

圖12 給出了COCTS L2A 產(chǎn)品以及MODIS 二級(jí)產(chǎn)品的遙感反射率在不同海域的平均值與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的平均值的比對(duì)結(jié)果（嚴(yán)格匹配但不考慮二級(jí)flag 標(biāo)識(shí)影響）?？梢钥闯?，COCTS 的遙感反射率光譜形狀與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)基本一致，但中國(guó)東海洞頭近岸海域的光譜差異較大，即前者明顯高于后者。

圖12 衛(wèi)星反演的遙感反射率產(chǎn)品在中國(guó)和歐洲近海不同海域（藍(lán)色：IOT2018&IOT2020，綠色：中國(guó)東海SeaPRISM，紅色：歐洲亞得里亞海SeaPRISM）與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)（實(shí)線）的比較Fig.12 Comparison of satellite-derived remote-sensing reflectance with in-situ measurements（solid lines）in various region across China and Europe（Blue： IOT2018&IOT2020，Green： SeaPRISM in the East China Sea around Dongtou，Red： SeaPRISM in the Adriatic Sea around Venise in Europe）

4 結(jié) 論

作為中國(guó)第一顆業(yè)務(wù)化海洋水色衛(wèi)星，HY-1C衛(wèi)星提供的業(yè)務(wù)化遙感數(shù)據(jù)已經(jīng)在海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、海洋防災(zāi)減災(zāi)等行業(yè)和領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的遙感產(chǎn)品真實(shí)性檢驗(yàn)是國(guó)際上公認(rèn)最可靠的方式。本文利用海洋衛(wèi)星在軌測(cè)試海上試驗(yàn)獲取的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和在中國(guó)東海和歐洲亞得里亞海部署的SeaPRISM 太陽(yáng)光度計(jì)獲取的自動(dòng)連續(xù)觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)近海水體的HY-1C 衛(wèi)星COCTS 的L2A 級(jí)業(yè)務(wù)化產(chǎn)品（遙感反射率和氣溶膠光學(xué)厚度）進(jìn)行了質(zhì)量評(píng)估。相比于傳統(tǒng)的船基測(cè)量方式，SeaPRISM 太陽(yáng)光度計(jì)自動(dòng)測(cè)量能夠節(jié)省數(shù)據(jù)獲取成本、提升數(shù)據(jù)獲取效率，且觀測(cè)數(shù)據(jù)有更寬的時(shí)間跨度，有助于研究水色遙感產(chǎn)品誤差的時(shí)間分布規(guī)律。

研究發(fā)現(xiàn)，COCTS 的L2A 級(jí)業(yè)務(wù)化產(chǎn)品提供的遙感反射率與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)在不同海域均具有較好的一致性，但匹配數(shù)據(jù)的離散度較高，其藍(lán)光波段、綠光波段和紅光波段的遙感反射率在不同海域與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的平均相對(duì)百分比偏差（RPD）和平均絕對(duì)百分比偏差（APD）分別為-5.6%和46.8%、11.8%和53.0%、101.4%和173.9%。COCTS遙感反射率在紅光波段出現(xiàn)明顯的低估。COCTS遙感反射率光譜形狀與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)基本一致，但在不同海域表現(xiàn)出較大差異。在中南海海域，二者光譜形狀一致性非常高，但COCTS遙感反射率整體高于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，各波段的RPD介于24.4%和293.7%之間，平均值為90.8%；在中國(guó)東海海域，COCTS遙感反射率光譜形狀與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相似度高，但存在非常顯著的低估現(xiàn)象，各波段RPD 介于-47.5%和-17.4%之間，平均值為-33.8%；在歐洲亞得里亞海海域，二者的譜形差異較大，具體表現(xiàn)為：在藍(lán)光波段（412 nm 和443 nm）呈現(xiàn)高估特點(diǎn)，RPD平均值為34.2%，而在綠光和紅光波段（565 nm和670 nm）呈現(xiàn)低估特點(diǎn)，RPD 平均值為-35.3%。而對(duì)于AQUA 衛(wèi)星MODIS 的遙感反射率而言，其與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的譜形一致性非常高，在中國(guó)南海藍(lán)綠波段遙感反射率呈現(xiàn)輕微高估特點(diǎn)，在中國(guó)東海綠光和紅光波段呈現(xiàn)高估特點(diǎn)，而在歐洲亞得里亞?？傮w呈現(xiàn)低估特點(diǎn)。

研究發(fā)現(xiàn)，COCTS 衛(wèi)星L2A 級(jí)業(yè)務(wù)化產(chǎn)品提供的氣溶膠光學(xué)厚度在不同海域呈現(xiàn)整體性的低估趨勢(shì)，RPD 平均值分別為-14.2%。在中國(guó)東海和南海海域則呈現(xiàn)整體性的低估趨勢(shì)，RPD 分別為-59.9%和-55.9%，而在歐洲亞得里亞海海域則呈現(xiàn)高估趨勢(shì)，RPD 為88.4%。對(duì)于AQUA 衛(wèi)星MODIS 而言，其氣溶膠光學(xué)厚度在中國(guó)東海和南海海域與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)保持高度一致性，而在歐洲亞得里亞海海域則出現(xiàn)明顯的高估線性。

對(duì)比COCTS 和MODIS 的業(yè)務(wù)化產(chǎn)品，本研究認(rèn)為HY-1C 衛(wèi)星COCTS 的L2A 級(jí)產(chǎn)品在反演精度方面仍有較大的提升空間，特別是遙感反射率產(chǎn)品。但是由于本文中使用的數(shù)據(jù)在采樣時(shí)間和區(qū)域上的限制，評(píng)估結(jié)果仍存在一定的時(shí)空局限性。隨著數(shù)據(jù)量的增大，采用本文的方法對(duì)同類產(chǎn)品進(jìn)行真實(shí)性檢驗(yàn)，能夠更準(zhǔn)確的評(píng)估其誤差的時(shí)空分布和變化規(guī)律。

本文的研究結(jié)果對(duì)于定量評(píng)估水色遙感產(chǎn)品的質(zhì)量具有一定的借鑒意義，對(duì)于進(jìn)一步提升中國(guó)自主海洋衛(wèi)星遙感定量化水平一定的指導(dǎo)作用。

志 謝感謝國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心對(duì)海上試驗(yàn)和中國(guó)東海洞頭近岸海域SeaPRISM 觀測(cè)系統(tǒng)的資助；感謝“潤(rùn)江1”船全體船員對(duì)海上試驗(yàn)的支持和幫助；對(duì)付出辛苦勞動(dòng)的數(shù)據(jù)采集和處理分析人員表示衷心的感謝！感謝中國(guó)海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)提供HY-1C 衛(wèi)星COCTS 二級(jí)產(chǎn)品（osdds.nsoas.org.cn），感謝Giuseppe Zibordi 提供Venise 的SeaPRISM 觀測(cè)數(shù)據(jù)（https：//aeronet.gsfc.nasa.gov），感謝NASA 提供AQUA 衛(wèi)星MODIS 二級(jí)產(chǎn)品（http：//oceancolor.gsfc.nasa.gov）。感謝匿名評(píng)審專家給出的有益的意見和建議。