能见度是指视力正常的人在特定背景下，能够识别出目标物的最大距离。当观测某个背景下的目标物时，近距离时目标物清晰可见，但随着距离的增加，目标物逐渐模糊。当距离达到某个临界值时，无论如何观察都无法将目标物与背景区分开来，这个临界距离被称为能见距。能见度在不同的应用领域中具体定义不同。气象部门最早对能见度进行了定义，在无特殊说明时，能见度指的就是气象能见度。气象能见度被定义为：在一定的天气条件下，大小适中的黑色目标物能被视力正常的观测者从天空背景中分辨出来的最大水平距离。在航空领域中，能见度分为两类。第一种是水平能见度，是指观测人员在指站台上向周围观察时，在其周围视野一半以上的范围内，可观测到的目标物的最大水平距离。目前许多民航机场仍在进行着人工观测工作。一般所说的能见度是指白天能见度。但飞机起降过程并不受昼夜限制，因此机场还关注夜间能见度，它则是指飞行员能够看到和识别出中等强度的发光体（机场跑道的专用灯光或标志）的最大水平距离。此外，机场更关注斜程能见度，是指飞行员从空中斜视地面能看清目标物或灯光的最大距离。要说明的是，影响能见度的因素较多，主要包括目标物和背景的形状、大小、亮度、色彩等物理特性，以及大气特性等，其中，大气特性是最为复杂和关键的因素，光会被大气中的物质如水汽、气溶胶等吸收和散射，使得大气透明度发生变化，从而影响着能见度。因此，能见度又可理解为观测者在大气中分辨出目标物的能力。通常，能见度被分为十个等级，每个等级对应一定的能间距。水平能见度测量理论的建立，使得研究人员能够以数学的方法描述能见度，不再是上述提及的模糊概念。根据Koschmieder 定律，辐射在传输过程中其强度衰减为光源2%或5%时所对应的传输距离即为水平能见度距离。公式如下所示：人眼对波长为0.55 μm 的绿光最为敏感，因此白光的大气消光系数通常被0.55 μm 波长的大气消光系数来近似地表示。然而，在使用激光雷达探测大气消光系数时，激光波长往往偏离0.55 μm，因此更为精确的能见度公式必须考虑到对波长的依赖关系。针对这一问题，Angstrom 提出了经验修正公式：式中，波长
的单位为μm，系数q可由以下经验公式确定：目前，该公式被广泛应用的能见度仪用于测量水平能见度。同时，在使用激光雷达测量斜程能见度时，也需要用到该公式来估算平均斜程能见度距离。在大视角观测目标物时，其与背景物之间的视亮度差异，决定了观测者能否从背景物中将目标物分辨出来。当两者的视亮度差异足够大时，观测者才能将目标物分辨出来。这一差异以视亮度对比描述，计算公式如下：上面的公式是反演斜程能见度的核心公式，等式左边表示大气气溶胶光学厚度，等式右边是一个关于亮度的解析表达式，其计算获得为一常数，设为A，称为气溶胶光学厚度阈值。通过激光雷达探测得到斜程方向的大气气溶胶光学厚度，再结合目标物、背景物以及大气本身的光学特性，就可以计算出气溶胶光学厚度阈值A。当被积斜程路径上的气溶胶光学厚度取值等于光学厚度阈值时，所对应的积分上限R 就是该路径上的斜程能见度距离。因此，根据上述反演理论，给出了基于激光雷达双仰角光学厚度的斜程能见度估算方法的技术路线，主要涉及两个方面的研究内容：一是如何计算斜程路径的气溶胶光学厚度，在本论文中将采用激光雷达双仰角法提供；二是如何获得气溶胶光学厚度阈值。免责声明：编写或转载此文是为了传递更多的信息，为光电行业尽一些绵薄之力。若文章中的文字或图片无意侵犯了您的合法权益或有不当之处，请作者在20个工作日之内与我们联系，我们将协调给予处理。欢迎各位朋友对公众号上面的内容进行监督和提出宝贵的意见！联系邮箱：lm@focaloptics.com，欢迎相关行业朋友与我们约稿。谢谢。
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