城市地區(qū)高分辨率氣溶膠遙感反演研究.pdf

1、大氣氣溶膠在氣候變化和環(huán)境污染中起著至關重要的作用，尤其是對于當前的熱點問題：全球氣候變暖、大氣污染溯源和霧霾監(jiān)測。而城市地區(qū)作為人口聚集區(qū)，其氣候變化與大氣污染狀況受到人們的廣泛關注，因此，城市地區(qū)的氣溶膠反演是當前的一個研究熱點。但是由于城市地區(qū)地表結構復雜，暗像元算法及其改進算法確定地表反射率的方法并不適合城市地區(qū)。而且當前氣溶膠產品的空間分辨率普遍較低，對于城市地區(qū)來說，其氣溶膠空間變化激烈，較低空間分辨率的數據并不能滿足氣溶膠

2、反演的需求。針對當前城市地區(qū)氣溶膠反演存在的問題，本文對城市地區(qū)高分辨氣溶膠反演方法進行了研究，主要研究工作如下：
　　(1)提出了基于分段的反演算法，該算法根據遙感圖像的特點以及地物的波譜特性，首先選擇受氣溶膠影響較小的波段，然后根據每個像元在這些波段的表觀反射率，將它們分割成不同的區(qū)段，再將區(qū)段集合分為基準和非基準兩部分。針對基準部分，利用輻射傳輸方程以及查找表，通過每個區(qū)段的清潔像元，從而實現(xiàn)氣溶膠的反演，對于非基準部分，根

3、據基準區(qū)段的結果以及地物空間上的相關性，通過將影像劃分為多個網格，從而實現(xiàn)氣溶膠的反演。
　　(2)利用高分辨率數據LANDSAT-8的OLI(Operational Land Imager)資料，選取北京、徐州等城市地區(qū)，采用基于分段的算法和暗像元算法，對所選地區(qū)的多時相影像進行了實驗，同時與地面觀測網 AERONET的數據進行了驗證與相關性分析，并對兩種方法進行對比分析。分析表明：在城市地區(qū)，相比于暗像元算法，基于分段的算法具

4、有更好的適用性，且其精度也更高，其中，新算法站點處的結果絕對誤差的絕對值都小于0.133，而暗像元算法則全部大于0.162。
　　(3)利用 MODIS數據，采用新的反演算法對氣溶膠進行了實驗，同時結合地面觀測數據，對MOD04_3K產品和新方法反演結果進行了驗證。通過驗證發(fā)現(xiàn)MOD04_3K產品在城市地區(qū)的結果偏差較大；新算法的結果相比于氣溶膠產品更為準確，但是城市地區(qū)缺失較為嚴重。同時對兩種結果進行了整體的分析，經分析發(fā)現(xiàn)二者