基于MODIS數(shù)據(jù)的高分辨率氣溶膠光學厚度反演.pdf

1、本課題來源于國家自然科學基金“耦合BRDF模型的城市地區(qū)氣溶膠遙感反演模型與方法研究”（NO.40701112）、國家863計劃課題“多源衛(wèi)星遙感大氣污染綜合監(jiān)測技術”子課題“我國地表下墊面反射模型”（NO.2006AA06A303）和項目“華北區(qū)域氣溶膠光學厚度衛(wèi)星遙感反演研究”（NO.200906）。
　　針對當前高亮度地區(qū)地表反射率確定精度較低，氣溶膠反演存在較大困難，氣溶膠反演產(chǎn)品空間分辨率普遍較低的問題，本文研究可見光波

2、段地表反射率的確定問題，特別是高亮度地區(qū)地表反射率的確定問題，在所確定可見光地表反射率的基礎上基于查找表的方法反演大氣氣溶膠光學厚度。在地表反射率的確定方面，本文提出了兩種方法用以提高地表反射率的確定精度，一是基于植被指數(shù)地表反射率模型方法，另一個是基于地表反射率數(shù)據(jù)庫方法。
　　基于植被指數(shù)改進的地表反射率模型方法是引入植被指數(shù)NDVISWIR作為參數(shù)所建立的擬合關系來改進利用MODIS2.1微米波段數(shù)據(jù)估算的可見光地表反射率數(shù)

3、據(jù)。通過一系列試驗發(fā)現(xiàn)，MODIS地表反射率產(chǎn)品的可見光波段與2.1微米波段達到最大相關系數(shù)時，NDVISWIR在擬合關系的系數(shù)趨于穩(wěn)定。這種方法可以有效的改善因地表植被變化所引起地表反射率估算的誤差，提高地表反射率確定的精度。
　　地表反射率數(shù)據(jù)庫方法是利用MODIS歷史年份的地表反射率數(shù)據(jù)建立地表反射率數(shù)據(jù)庫，通過對歷史數(shù)據(jù)和當前數(shù)據(jù)進行太陽天頂角的訂正以及基于幾何光學模型來估算當前數(shù)據(jù)的可見光地表發(fā)射率。由于MODIS地表反

4、射率數(shù)據(jù)具有較高的精度，再加上太陽天頂角的訂正，該方法可以有效提高城市等高地表反射率地區(qū)的可見光地表反射率的估算精度。
　　基于以上兩種地表反射率確定方法，分別估算了藍光波段的地表反射率，并利用6S模型構建氣溶膠光學厚度查找表，分別反演了分辨率為1km的北京及其周邊地區(qū)冬夏兩個季節(jié)的大氣氣溶膠光學厚度。利用北京和香河的AERONET站點觀測的大氣氣溶膠光學厚度數(shù)據(jù)驗證了反演結果，表明基于本文提出的方法反演的氣溶膠光學厚度在高亮度地