基于对鄱阳湖多年实测数据集，结合GF-1 WFI辐射特性，利用Moderate Resolution Atmospheric Transmission(MODTRAN version 4.6)软件(Berk et al.，2006)模拟传感器辐射信号对水体悬浮泥沙浓度变化的响应灵敏性。其中辐射传输模拟采用了中纬度夏季大气模型，气溶胶分别选取了乡村、城镇和海洋气溶胶模型，气溶胶光学厚度从0.01~0.8变化，间隔为0.03。模拟过程中设置合适的观测几何，忽略太阳耀斑。公式(3-1)为水体离水辐射信号Lw与水表面反射辐射信号Lr通过大气漫反射达到传感器的传输过程，Lpath为大气程辐射，t为地表-传感器路径的漫射透过率。Lr通过假定平静水面估算为0.022(Mobley，1999)。

模拟得到的高光谱天顶辐亮度通过与各传感器的光谱响应函数(RSR(λ))积分获得模拟的波段辐亮度Ltoa-hand。为了定量描述传感器信号对水体悬浮泥沙浓度(SPM)变化的响应灵敏性，以SPM等于5 mg/L时为基准，分析SPM变化导致的传感器信号变化与传感器噪声的比值Ratiospm，作为传感器辐射灵敏性的评价指标。

图3-4展示了GF-1 WFI，Landsat 8 OLI，HJ-1 CCD和Landsat 7 ETM+各波段的辐射灵敏性的趋势图，所示的观测几何设置如下:太阳天顶角θs＝45°，卫星天顶角θv＝0 °，相对方位角Δφ＝90°。结果显示红光和近红外波段对SPM的变化最为灵敏，如GF-1 WFI红光和近红外波段的灵敏性分别为38和62，当SPM浓度变化到100 mg/L，而同样条件下Landsat 8 OLI灵敏性分别达到了90和190。整体上，红光和近红外波段的灵敏性是蓝光和绿光波段的两倍以上。(www.daowen.com)

相比于HJ-1 CCD和Landsat 7 ETM+，GF-1 WFI和Landsat 8 OLI辐射灵敏性有了显著的提高。当SPM由5 mg/L增加到50 mg/L时，GF-1 WFI红光波段的响应比增大到了约50，而HJ-1CCD和Landsat 7 ETM+的灵敏性小于20。当SPM增大到250 mg/L时，Landsat8 OLI，GF-1 WFI，HJ-1 CCD和Landsat 7 ETM+的灵敏性分别达到280，102，38和35。因此，可以看出新一代对地观测卫星传感器如Landsat8 OLI，GF-1 WFI的辐射灵敏性有了较大的改进，尤其是相对于Landsat 7 ETM+。这种辐射上的改进将大幅度地提高对水环境定量监测的能力。考虑到Landsat 7 ETM+在水环境遥感监测中的成功应用，Landsat8 OLI，GF-1 WFI等传感器具有更优的辐射特性和时空分辨能力，因此其在水环境定量遥感监测中也将发挥更大的作用。

图3-4　多源传感器辐射灵敏性分析