武汉地区环境卫星气溶胶光学厚度反演

针对难以及时、准确掌握中部地区气溶胶污染状况的问题,选用适用于城市等亮地表区域的结构函数法,结合环境一号A/B卫星CCD影像数据,开展武汉及周边地区气溶胶光学厚度反演研究。首先对卫星遥感数据进行预处理,然后根据结构函数法的原理和模型,选择了合适的结构函数公式、窗口范围和距离值。通过选取研究时间范围内的"清洁日",在原始影像预处理的基础上使用归一化植被指数剔除水体影响,实现环境一号卫星CCD影像的武汉地区气溶胶光学厚度反演。通过CE318实测数据、湖北省环保厅的大气污染数据、MODIS产品检验结果,对反演结果进行了对比验证,从精度、准确度、空间分布和时间分布趋势等方面验证了模型反演的可靠性。

利用MODIS资料反演兰州地区气溶胶光学厚度

借助6S模式对MODIS的蓝光(0.46μm)、红光(0.66μm)和中红外(2.1μm)通道进行了行星反照率对地表反射率和气溶胶光学厚度的敏感性试验, 并对蓝光和红光通道的路径辐射对行星反照率的贡献做了数值试验; 计算了MODIS的蓝光、红光和中红外通道在兰州市及其周围地区的地表反射率, 检验了Kaufman给出的三个通道地表反射率之间的关系。检验结果表明, 在兰州周围地区蓝光通道与中红外通道地表反射率之间的关系与Kaufman给出的关系比较符合, 对于兰州周围大范围区域都是适用的。利用此关系通过6S模式进一步反演了兰州城市及其附近地区 1×104 km2 范围内的气溶胶光学厚度, 反演结果较为合理。

一种基于混编的气溶胶光学厚度(AOD)反演的新方法

目前国内AOD反演专业性很强,需要通过使用者自己编程处理才能得到结果,速度很慢,无法实现异地处理。本文介绍了一种利用C#和IDL混合编程技术开发对CE318太阳光度计测量得到的直射太阳辐射数据进行处理,从而最终得到550nm气溶胶光学厚度的网络处理系统的新方法。文章给出了新方法的处理流程,详细介绍了混编机制在AOD反演系统开发中的实现方式,并且通过野外实验实测CE318数据对应用平台进行验证,从而提出了C#和IDL进行混合编程开展基于网络版的遥感数据定标和大气测量应用研究的优势。

基于改进算法的HJ-1气溶胶厚度反演研究

提出了在HJ-1 CCD自带卫星观测角度数据的基础上,结合卫星自带几何解算参数推算连续像元的太阳天顶角、方位角,并将原始卫星观测角度、推算几何角度数据生成对应四波段合成数据的改进算法,以提高反演数据的精度。结合Kaufman暗目标法和改进算法后对应连续像元几何数据的6S模型调用表,对南宁市中心城区2018年8月、9月、10月的HJ-1CCD数据进行了气溶胶光学厚度反演。研究结果表明:经过改进算法的HJ-1 CCD数据具有较高的气溶胶反演精度,与ARONET地面监测数据的相关系数为0.779;与同时段的MODIS气溶胶反演结果相比,其具有更高的反演精度;与南宁市环境监测站的PM_(2.5)观测数据进行相关性分析,线性相关系数与多项式相关系数均为0.937,初步表明可利用HJ-1CCD数据反演的气溶胶成果对PM_(2.5)的时空分布进行研究。

激光雷达在雾霾天气气溶胶光学特性探测中的应用研究

大量气溶胶聚集对环境造成较大隐患,为此提出激光雷达在雾霾天气气溶胶光学特性探测中的应用。利用多波长激光雷达探测雾霾天气下的大气后向散射信号,采用高速示波器将采集信息传输到计算机中。利用计算机将其转化为可处理的数据后,应用激光雷达方程与光学厚度反演方法获取随高度变化的大气消光系数与后向散射系数,并计算气溶胶的激光雷达比,实现雾霾天气气溶胶光学特性探测。经实验验证:该方法能够从空间分辨率角度与大气层角度分别计算得到气溶胶的光学厚度,还能够分析不同日期下的PM_(2.5)/PM_(10)污染情况。

大连市区MODIS数据PM2.5浓度遥感反演及应用研究

采用大连市区多时相MODIS遥感数据,运用6S大气辐射传输模型查找表反演大气气溶胶光学厚度,解析大连市区不同时期的气溶胶光学厚度分布特征,并结合地面同步自动监测的PM2.5浓度数据,建立PM2.5浓度遥感估算模型,在精度评估基础上将模型反演结果与空气自动监测子站、环境空气质量功能区、植被、高程、污染源分布等做应用分析,为大连市区PM2.5污染区域防治提出参考依据。

重大公共卫生事件影响下广州气溶胶分布变化

通过暗像元法对广州市2020-01-03、2020-01-31、2020-02-22、2020-02-24、2020-03-15、2020-04-09、2020-04-27的MODIS影像进行气溶胶光学厚度反演,分析新型冠状病毒肺炎疫情期间广州市气溶胶光学厚度在时空上的变化情况。结果表明广州市全域气溶胶光学厚度在1月31日达到最低,期间正值广东省启动重大突发公共卫生事件一级响应,城市人为活动大幅减少。2月22日及以后,全市气溶胶光学厚度总体上升,此时城市进入复工复产阶段。研究表明利用卫星遥感手段快速反演气溶胶光学厚度,可在重大突发公共卫生事件发生时监测城市人为活动情况,辅助政府决策和宏观调控。