GF-4大气校正并行算法研究

王子翔,李正强∗,光洁,佘璐

(1中国科学院空天信息创新研究院,国家环境保护卫星遥感重点实验室,北京 100101;2中国科学院大学,北京 100049;3宁夏大学资源环境学院,宁夏 银川 750021)

0 引言

高分辨率对地观测系统是国务院确定的中长期科学和技术发展规划重大专项之一[1],2013年4月,高分一号卫星成功发射,拉开了高分系列卫星发射的序幕[2]。高分四号卫星(GF-4)于2015年12月29日在西昌卫星发射中心成功发射,是我国第一颗地球同步轨道遥感卫星,搭载了一台可见光50 m、红外波段400 m分辨率、大于400 km幅宽的凝视相机,具备可见光和红外成像能力,通过指向控制实现对中国及周边地区的观测,在民用卫星遥感方面具有划时代的意义[3]。

GF-4数据应用的关键是快速、精确地进行大气校正,得到地表反射率(Surface reflection,SR)产品,保证数据产品及时应用于各个行业部门[4],产品生产效率与精度影响到数据应用水平和使用价值。GF-4卫星数据波段较少,空间分辨率与时间分辨率较高,可见光近红外通道单景影像数据量达到GB级别,整轨数据量有上百GB,随着GF-4数据广泛应用于局地精准天气预报、减灾救灾、森林与农作物监测等领域[5]。GF-4等卫星数据的串行处理算法无法满足在应急与应用领域的快速处理需求,考虑反演算法通常有较高的计算复杂性,遥感反演结合图形处理器(GPU)加速的并行处理方法已成为当前研究热点。

国内外已有较多关于GPU结合遥感计算的研究,周海芳等[6]选取GPU程序面向存储级的优化策略并……