本文關鍵詞：基于國產遙感衛(wèi)星數據的北京市氣溶膠光學厚度反演研究

  更多相關文章： 氣溶膠光學厚度 CBERS-04衛(wèi)星 GF-1衛(wèi)星 HJ-1衛(wèi)星 深藍算法

【摘要】：隨著工業(yè)化和城市化進程的加速,空氣污染越來越嚴重,引起社會廣泛關注。氣溶膠光學厚度(Aerosol Optical Depth, AOD)是大氣環(huán)境的重要評價指標,獲取其空間分布信息對于大氣環(huán)境監(jiān)測、污染治理具有重要意義。衛(wèi)星遙感可獲得空間覆蓋范圍廣、時間尺度上連續(xù)的信息,已成為氣溶膠光學厚度監(jiān)測的重要手段。近年來我國遙感衛(wèi)星發(fā)展迅速,相繼有多顆搭載了中高分辨率傳感器的國產資源環(huán)境遙感衛(wèi)星發(fā)射升空。研究如何利用這些國產遙感衛(wèi)星數據進行AOD反演并得到精度較高的反演結果,具有重要的現(xiàn)實意義和探索價值。本文以北京市為研究區(qū),運用深藍算法針對HJ-1A/B/CCD、GF-1/WFV和CBERS-04/WFI等國產衛(wèi)星遙感數據開展了AOD的反演研究。AOD反演前的預處理研究是本文工作重點之一。國產遙感衛(wèi)星數據用于AOD反演時會遇到參數不全的問題。CBERS-04/WFI相機尚未提供大氣層外波段平均太陽光譜輻照度數據(Mean solar exoatmospheric irradiances over band, ESUNb),而這是AOD反演時所需的重要參數。本文基于CBERS-04/WFI的波譜響應函數和9條常用太陽光譜曲線數據開展了CBERS-04/WFI相機ESUNb的計算,依據已有官方ESUNb值的中等空間分辨率傳感器確定了適合于計算CBERS-04/WFI傳感器ESUNb值的太陽光譜曲線,計算得到CBERS-04/WFI相機的ESUNb值。由于這3種遙感傳感器均為寬幅面?zhèn)鞲衅?同一景影像的觀測角度數據差距較大,計算AOD時不能將整幅影像的觀測角度看作定值。GF-1/WFV數據尚未提供與遙感影像相對應的觀測角度數據,因此根據GF-14臺WFV相機成像的幾何位置關系和影像的中心角度數據計算了逐像元的衛(wèi)星觀測角度數據�；谏钏{算法反演AOD的一個關鍵問題是構建基于國產衛(wèi)星傳感器藍波段的地表反射率數據庫。本文利用MODIS 8天合成的地表反射率產品MOD09A1來構建適合HJ-1A/B/CCD、GF-1/WFV和CBERS-04/WFI的地表反射率數據庫�？紤]到CBERS-04/WFI、GF-1/WFV、HJ-1A/B CCD1和MODIS傳感器的光譜響應函數有一定的差異,需要進行波段轉換修正。從ENVI標準波譜數據庫提取了22種典型地物的地表反射率曲線,結合這幾種傳感器藍波段波譜響應函數計算出各類地物在藍波段的地表反射率,通過回歸擬合建立了國產衛(wèi)星傳感器和MODIS藍波段地表反射率的線性轉換關系,并應用于MODIS地表反射率數據從而構建基于這3種國產衛(wèi)星傳感器藍波段的地表反射率數據庫�；�6S輻射傳輸模型循環(huán)迭代模擬,構建了針對CBERS-04/WFI、GF-1/WFV、HJ-1A/B CCD1這3種傳感器的多維查找表,據此建立了觀測角度數據與大氣參數之間的關系。在此基礎上,基于查找表運用深藍算法進行逐像元計算,得到北京地區(qū)多個時相的AOD�；贏ERONET觀測數據對AOD遙感反演結果進行精度驗證,結果表明,CBERS-04/WFI和HJ-1A/B CCD1的AOD反演結果與地基數據的相關性顯著(P0.01),相關系數分別為0.941和0.919；GF-1/WFV數據匹配后的驗證數據少,反演結果與地基驗證數據的平均絕對誤差為0.07。此外,將AOD反演結果與MOD氣溶膠產品MOD04進行了對比,表明反演得到的AOD與MODIS AOD之間有顯著的相關性(P0.01)。其中,基于HJ-1A/B CCD數據反演的AOD與MOD04產品的相關性最高(R=0.931),CBERS-04/WFI次之(R=0.863),GF-1/WFV數據的相關性相對較低,為0.590。驗證結果表明,本文基于多種國產遙感數據的AOD反演結果較合理。
【關鍵詞】：氣溶膠光學厚度 CBERS-04衛(wèi)星 GF-1衛(wèi)星 HJ-1衛(wèi)星 深藍算法
【學位授予單位】：華東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X87
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第一章 緒論13-25
• 1.1 研究背景13-15
• 1.2 氣溶膠的遙感研究進展15-21
• 1.2.1 國內外傳感器介紹15-17
• 1.2.2 氣溶膠遙感技術介紹17-21
• 1.3 研究內容與技術路線21-25
• 1.3.1 研究內容21-22
• 1.3.2 研究技術路線22-23
• 1.3.3 特色和創(chuàng)新點23-25
• 第二章 研究區(qū)與研究數據25-32
• 2.1 研究區(qū)概況25-26
• 2.2 研究數據26-32
• 2.2.1 遙感數據26-30
• 2.2.2 AERONET地基觀測數據30-32
• 第三章 國產衛(wèi)星數據預處理關鍵技術研究32-48
• 3.1 大氣層外波段平均太陽光譜輻照度計算33-37
• 3.1.1 太陽光譜的選取33-35
• 3.1.2 CBERS-04/WFI傳感器ESUNb的的計算35-36
• 3.1.3 ESUNb值的不確定性分析36-37
• 3.2 數據的預處理37-48
• 3.2.1 資源一號04星數據預處理37-40
• 3.2.2 高分一號數據預處理40-44
• 3.2.3 環(huán)境一號衛(wèi)星數據預處理44-46
• 3.2.4 MOD09A1數據預處理46
• 3.2.5 MOD04L2數據預處理46
• 3.2.6 AERONET數據預處理46-48
• 第四章 氣溶膠光學厚度反演48-61
• 4.1 氣溶膠光學厚度反演的基本原理48-49
• 4.2 反演過程49-55
• 4.2.1 國產遙感傳感器與MODIS地表反射率的轉換49-53
• 4.2.2 查找表的構建53-55
• 4.2.3 AOD反演55
• 4.3 AOD反演結果55-61
• 4.3.1 CBERS-04/WFI數據AOD反演結果55-57
• 4.3.2 GF-1/WFV數據AOD反演結果57-59
• 4.3.3 HJ-1A/B CCD1數據AOD反演結果59-61
• 第五章 反演結果的比較與驗證61-70
• 5.1 反演結果的精度驗證61-65
• 5.1.1 CBERS-04/WFI AOD地基驗證分析61-63
• 5.1.2 GF-1/WFV AOD地基驗證分析63
• 5.1.3 HJ-1/CCD AOD地基驗證分析63-65
• 5.2 反演結果與MODIS氣溶膠產品的比較65-67
• 5.3 國產傳感器AOD反演對比和誤差來源分析67-70
• 5.3.1 國產傳感器AOD反演對比分析67-68
• 5.3.2 國產傳感器AOD反演的誤差原因分析68-70
• 第六章 總結與展望70-73
• 6.1 總結70-71
• 6.2 不足與展望71-73
• 參考文獻73-82
• 致謝82-83

【相似文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 高飛,李銅基;氣溶膠光學厚度的時空變化[J];海洋技術;2003年03期

2 宗雪梅,邱金桓,王普才;近10年中國16個臺站大氣氣溶膠光學厚度的變化特征分析[J];氣候與環(huán)境研究;2005年02期

3 韓永;范偉;饒瑞中;胡歡陵;王英儉;;連續(xù)光譜大氣氣溶膠光學厚度的實驗測量[J];過程工程學報;2006年S2期

4 馬光明;魏慶農;汪世美;;利用太陽輻射測量合肥地區(qū)氣溶膠光學厚度[J];大氣與環(huán)境光學學報;2006年04期

5 袁海軍;顧行發(fā);陳良富;余濤;劉強;李小文;;江西千煙洲氣溶膠光學厚度的反演與分析[J];遙感學報;2006年05期

6 胡婷;孫照渤;張海東;;我國380nm波長氣溶膠光學厚度分布特征和演變趨勢[J];應用氣象學報;2008年05期

7 田宏偉;鄭有飛;陳懷亮;鄧偉;杜子璇;;鄭州地區(qū)氣溶膠光學厚度反演與分析[J];氣象科技;2010年04期

8 龍俐;田鵬舉;鄭小波;;貴州省2009年冬季大氣氣溶膠光學厚度的特征分析[J];貴州氣象;2010年04期

9 諾桑;措加旺姆;益西旺杰;Berit Kjeldstad;Binod K.Bhattarai;;拉薩氣溶膠光學厚度的測量[J];中國科技信息;2010年20期

10 邵培;麻金繼;洪超;;基于偏振數據反演北京地區(qū)氣溶膠光學厚度及其時空特征的研究[J];大氣與環(huán)境光學學報;2012年02期

中國重要會議論文全文數據庫 前10條

1 任佳;王振會;高揚;;利用兩種算法反演江浙皖地區(qū)氣溶膠光學厚度[A];2009第五屆蘇皖兩省大氣探測、環(huán)境遙感與電子技術學術研討會專輯[C];2009年

2 梅林露;薛勇;光潔;李英杰;王穎;徐惠;艾建文;;亮地表下墊面氣溶膠光學厚度反演模型驗證及敏感性分析[A];遙感定量反演算法研討會摘要集[C];2010年

3 韓永;范偉;饒瑞中;胡歡陵;王英儉;;連續(xù)光譜大氣氣溶膠光學厚度的實驗測量研究[A];大氣氣溶膠科學技術研究進展——第八屆全國氣溶膠會議暨第二屆海峽兩岸氣溶膠科技研討會文集[C];2005年

4 宗雪梅;邱金桓;王普才;;寬帶消光法反演氣溶膠光學厚度的變化特征分析[A];大氣氣溶膠科學技術研究進展——第八屆全國氣溶膠會議暨第二屆海峽兩岸氣溶膠科技研討會文集[C];2005年

5 朱持則;包振浩;封秀燕;張行才;;氣溶膠光學厚度分布和浙江氣溫[A];中國氣象學會2006年年會“大氣成分與氣候、環(huán)境變化”分會場論文集[C];2006年

6 夏祥鰲;;全球尺度上氣溶膠光學厚度周變化檢測[A];中國氣象學會2007年年會大氣成分觀測、研究與預報分會場論文集[C];2007年

7 張玉潔;張武;陳艷;苑文華;史晉森;;黃土高原半干旱地區(qū)氣溶膠光學厚度變化特征的初步分析[A];第26屆中國氣象學會年會大氣成分與天氣氣候及環(huán)境變化分會場論文集[C];2009年

8 田永麗;張萬成;陳新梅;和春榮;;中國西南地區(qū)氣溶膠光學厚度的時空特征[A];第十屆全國氣溶膠會議暨第六屆海峽兩岸氣溶膠技術研討會摘要集[C];2009年

9 包振浩;朱持則;;亞洲氣溶膠光學厚度的月季變化和季風降水[A];中國氣象學會2006年年會“大氣成分與氣候、環(huán)境變化”分會場論文集[C];2006年

10 王耀庭;王橋;李炬;竇軍霞;;氣溶膠光學厚度在大氣污染研究中的應用[A];中國氣象學會2007年年會大氣成分觀測、研究與預報分會場論文集[C];2007年

中國重要報紙全文數據庫 前2條

1 游雪晴;科學監(jiān)測為北京好天氣作證[N];科技日報;2008年

2 城市環(huán)境項目實施辦公室;藍天碧水不是夢[N];中國氣象報;2001年

中國博士學位論文全文數據庫 前4條

1 孫娟;氣溶膠光學厚度的高光譜遙感反演及其環(huán)境效應[D];華東師范大學;2006年

2 孫林;城市地區(qū)大氣氣溶膠遙感反演研究[D];中國科學院研究生院（遙感應用研究所）;2006年

3 黎麗莉;廣東氣溶膠光學厚度及穗深空氣污染物時空特征和影響因素研究[D];中國科學院研究生院(廣州地球化學研究所);2015年

4 薛巖松;可吸入顆粒物濃度的遙感監(jiān)測方法研究[D];浙江大學;2011年

中國碩士學位論文全文數據庫 前10條

1 蓋長松;中國西北地區(qū)氣溶膠光學厚度和波長指數觀測數據的分析研究[D];中國氣象科學研究院;2005年

2 陳見平;氣溶膠光學厚度反演軟件的設計與實現(xiàn)[D];華東師范大學;2008年

3 戶亞飛;MODIS氣溶膠光學厚度與PM2.5濃度相關性分析[D];北京建筑大學;2015年

4 孫一;東亞地區(qū)氣溶膠光學厚度與地面太陽輻射變化的聯(lián)系及其與夏季風異常[D];南京信息工程大學;2015年

5 王浩洋;遙感反演安徽地區(qū)氣溶膠光學厚度及其時空特征分析[D];安徽大學;2015年

6 蔣雪梅;氣溶膠光學厚度反演及空氣質量預測建模方法研究[D];電子科技大學;2014年

7 張洋;基于多源衛(wèi)星遙感的四川成都地區(qū)氣溶膠光學厚度反演[D];成都信息工程學院;2015年

8 劉佳雨;北京市MODIS氣溶膠光學厚度與PM2.5濃度關系研究[D];成都理工大學;2015年

9 蔡穩(wěn);基于MODIS數據的江浙滬地區(qū)大氣氣溶膠光學厚度研究[D];安徽農業(yè)大學;2014年

10 李強;基于MODIS數據的南昌市氣溶膠光學厚度反演研究[D];東華理工大學;2015年

，

本文編號：712439