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)，同時也是定量遙感大氣糾正的一個關(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自地表的貢獻(xiàn)，氣溶膠信息的可標(biāo)識性較低，該類型區(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，需要“清潔日”圖像作為參考才能實(shí)現(xiàn)其它時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)時開展，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)厚度時對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展了針對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)對應(yīng)像元的地表反射率變化量小于5％以及兩圖像對應(yīng)像元的空間數(shù)據(jù)匹配小于0.2個像元時歷史地表反射率產(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)算方法的對比與分析。當(dāng)前的結(jié)構(gòu)函數(shù)值計(jì)算方法針對不同分辨率數(shù)據(jù)以及不同地物類型有一定的適用性。本文使用孫林提出的適宜城市這類特殊地區(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)時對應(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、地基測量數(shù)據(jù)AERONET氣溶膠數(shù)據(jù)對反演結(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