地表反射率產(chǎn)品支持的結(jié)構(gòu)函數(shù)法氣溶膠光學(xué)厚度反演.pdf

1、氣溶膠具有重要的氣候和環(huán)境效應(yīng)，同時(shí)也是定量遙感大氣糾正的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。精確反演氣溶膠信息具有重要意義。高反射率地區(qū)，由于衛(wèi)星獲取的輻射值主要來(lái)自地表的貢獻(xiàn)，氣溶膠信息的可標(biāo)識(shí)性較低，該類(lèi)型區(qū)域氣溶膠反演面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。結(jié)構(gòu)函數(shù)法是近期提出的能夠有效解決該類(lèi)型區(qū)域氣溶膠反演的一種新的氣溶膠反演方法。但使用該方法進(jìn)行氣溶膠反演時(shí)，需要“清潔日”圖像作為參考才能實(shí)現(xiàn)其它時(shí)間段的氣溶膠遙感反演，但由于云、霧、霾以及大氣污染的影響，“清潔日”圖像

2、的選取變得非常困難，限制了該方法的有效使用，為解決該問(wèn)題，本文提出了使用歷史地表反射率產(chǎn)品代替“清潔日”圖像支持結(jié)構(gòu)函數(shù)法反演氣溶膠光學(xué)厚度，其基本思想是使用現(xiàn)有的地表反射率產(chǎn)品代替“清潔日”圖像，用于支持結(jié)構(gòu)函數(shù)法氣溶膠反演的實(shí)時(shí)開(kāi)展，該研究能夠有效提高結(jié)構(gòu)函數(shù)法氣溶膠遙感的應(yīng)用能力，在一定程度上實(shí)現(xiàn)城市以及干旱、半干旱地區(qū)氣溶膠遙感的業(yè)務(wù)化反演。
　　本文主要的研究工作包括以下幾個(gè)方面：
　　1）地表反射率數(shù)據(jù)的合成。由

3、于結(jié)構(gòu)函數(shù)方法反演氣溶膠光學(xué)厚度時(shí)對(duì)清晰圖像的要求非常嚴(yán)格，為保證“清潔日”圖像的質(zhì)量本文采用最小值合成的方法獲得清晰度較高的地表反射率圖像來(lái)支持結(jié)構(gòu)函數(shù)法氣溶膠光學(xué)厚度反演。
　　2）歷史地表反射率產(chǎn)品支持實(shí)時(shí)的結(jié)構(gòu)函數(shù)法氣溶膠遙感反演的可行性分析。為確定鄰近兩年地表反射率數(shù)據(jù)與待反演的表觀反射率圖像在時(shí)間尺度和空間尺度上能夠得到較高反演精度的一致性條件，本文使用6S輻射傳輸模型模擬表觀反射率開(kāi)展了針對(duì)地表反射率變化范圍和地表反

4、射數(shù)據(jù)與表觀反射率數(shù)據(jù)幾何配準(zhǔn)精度分析，結(jié)果表明當(dāng)對(duì)應(yīng)像元的地表反射率變化量小于5％以及兩圖像對(duì)應(yīng)像元的空間數(shù)據(jù)匹配小于0.2個(gè)像元時(shí)歷史地表反射率產(chǎn)品支持反演的氣溶膠光學(xué)厚度精度較高。
　　3）結(jié)構(gòu)函數(shù)值計(jì)算方法的對(duì)比與分析。當(dāng)前的結(jié)構(gòu)函數(shù)值計(jì)算方法針對(duì)不同分辨率數(shù)據(jù)以及不同地物類(lèi)型有一定的適用性。本文使用孫林提出的適宜城市這類(lèi)特殊地區(qū)的結(jié)構(gòu)函數(shù)模型用于氣溶膠光學(xué)厚度的反演。
　　4）結(jié)構(gòu)函數(shù)法氣溶膠遙感反演實(shí)驗(yàn)。在歷史地

5、表反射率數(shù)據(jù)的支持下，本文基于6S輻射傳輸模型構(gòu)建了氣溶膠反演的查找表，根據(jù)氣溶膠光學(xué)厚度與大氣透過(guò)率之間的關(guān)系，使用結(jié)構(gòu)函數(shù)方法以MOD02表觀反射率為數(shù)據(jù)源，反演了MOD02數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)對(duì)應(yīng)的北京地區(qū)的氣溶膠光學(xué)厚度。
　　5）氣溶膠反演結(jié)果的精度驗(yàn)證及誤差分析。使用同一時(shí)間的地表反射率數(shù)據(jù)反演的氣溶膠光學(xué)厚度數(shù)據(jù)以及空氣污染指數(shù)API、地基測(cè)量數(shù)據(jù)AERONET氣溶膠數(shù)據(jù)對(duì)反演結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明歷史的地表反射率產(chǎn)品可以用來(lái)