基于暗像元的Hyperion高光谱影像大气校正

大气是影响遥感定量分析与应用的重要因素。该文利用暗像元大气校正算法,在IDL平台下,从Hyperion传感器的可见光-近红外波段逐通道提取大气光学厚度信息,并利用该数据实现对Hyperion数据大气校正的目的。研究结果表明,大气光学厚度随着通道中心波长的增加而减小,即与中心波长成负相关。光学厚度与中心波长的最佳经验模型为线性模型,模型的回归系数为0.912 3。通过分析校正前后的水体光谱曲线可知,大气的衰减作用使得卫星遥感信号不能正确表现自然水体的表观光学特性和内在光学特性,且对水体样本层次变化不敏感。在蓝绿波段,大气对光谱数据的污染最为严重,该波段的光谱特征与自然水体的理论光学特性完全相背离。由大气光学厚度光谱特性和自然水体光学特性可知,经过"暗像元"算法校正过的影像数据的质量得到显著改善。在缺少同步大气垂直剖面参数的情况下,暗像元算法将是Hyperion数据一种行之有效的大气效应消除方法。

高分一号数据的气溶胶光学厚度反演和验证

针对高分辨率卫星遥感反演气溶胶光学厚度地表噪声难以分离的问题,利用国产"高分一号"(GF-1)的数据特点,提出了一种气溶胶光学厚度反演方法和处理流程。该方法分别基于暗像元和深蓝算法去除了浓密植被和城市亮目标地区的地表贡献,并应用于我国污染较为严重的京津冀、长三角、珠三角等示范区域。利用北京、杭州、香港AERONET地基观测数据,对GF-1反演得到的气溶胶光学厚度进行验证,结果表明:气溶胶高值均集中在三大区域工业排放大和人类活动密集的核心城市,年均光学厚度值在1左右。卫星和地基的相关性总体较好,三大区域的相关系数分别达到了0.71、0.55、0.54。受云识别、亮地表覆盖和气溶胶模式假设等影响,GF-1反演的气溶胶光学厚度存在一定程度的偏差。

基于环境一号卫星的气溶胶光学厚度反演技术研究

基于环境一号卫星（HJ-1）遥感观测数据,采用改进的暗目标算法和深蓝算法分别对暗像元、亮像元地表的气溶胶光学厚度（AOD）进行反演,并将其结果与MOD04产品对比。结果表明：二者反演的AOD空间变化特征较一致,相关系数达0.874,HJ-1星反演结果有更高的空间分辨率。当AOD值〈0.2时,HJ-1星反演结果可靠性较低;当AOD值在0.2-0.8之间时,HJ-1星CCD相机反演气溶胶的结果与MOD04产品最相近,二者相对误差〈10%;当AOD值在0.8-1.5之间时,HJ-1星反演结果相对MOD04产品显著偏高;当AOD值〉1.5时,HJ-1星反演结果相对MOD04产品偏低。

基于MODIS数据的气溶胶光学厚度反演

气溶胶在大气污染事件中扮演重要角色。光学厚度作为大气气溶胶的一个重要光学属性,常作为其他相关科学研究的重要参数。本文以ENVI5.0为平台,利用经典的暗像元算法,对2011年8月5日北京地区的MODIS卫星遥感影像数据进行了气溶胶光学厚度(AOD)反演,并对其空间分布进行了分析,为环境监测部门提供了大气污染治理依据。

基于FY-4A卫星数据反演气溶胶光学厚度及分析应用

风云四号A星(FY-4A)是我国新一代静止气象卫星,多通道扫描成像辐射计(AGRI)是风云四号静止气象卫星的主要载荷之一.为探究FY4A数据用于气溶胶光学厚度(AOD)反演的可行性,基于FY-4A/AGRI数据,利用暗像元算法对2019年2月23~26日及10月27~30日京津冀地区AOD进行反演研究,并与AERONET地基观测AOD数据进行了对比分析.结果表明,基于FY-4A数据及构建响应函数库,通过暗像元方法能较好的反演出京津冀地区气溶胶空间分布;AOD主要的高值区体现在京津冀中南部地区并向周边郊区逐渐降低,在AOD值较大时此特征较为明显;将反演值与同期AERONET地基观测数据对比验证,相关系数达到0.869,均方根误差为0.221,表明AOD反演值与观测值吻合较好,FY-4A卫星数据反演AOD具有一定可行性.

FY-3A/MERSI、MODIS C5.1和C6气溶胶光学厚度产品在中国区域与地面观测站点的对比分析

准确获取气溶胶光学厚度对于气候变化研究和大气环境监测具有重要意义。通过波长插值和时空匹配方法,利用气溶胶自动观测站网(AERONET)观测的气溶胶光学厚度(AOD)对风云3A/中分辨率光谱成像仪(FY-3A/MERSI)、Terra(Aqua)/MODIS的C5.1(Collections 5.1)和C6(Collections 6)气溶胶光学厚度产品在中国区域的反演精度进行验证分析。结合一次发生在中国境内的沙尘天气与一次严重雾霾天气个例,分析上述卫星气溶胶光学厚度的分布特征。研究结果表明,(1)FY-3A/MERSI AOD的反演精度较高(R=0.887,RMSE=0.234),其值低于AERONET的观测值(Bias=-0.293)。(2)在不同的下垫面下,各种卫星暗像元算法AOD产品反演精度有差异,植被覆盖情况越好,反演精度越高,而植被很少的地区,即亮地表甚至没有反演值。(3)MODIS C5.1深蓝算法产品能在亮地表地区反演AOD,但效果不佳。MODIS C6中的深蓝算法产品在不同下垫面的反演精度都很高(RMSE为0.096—0.127)。(4)在不同季节的对比中,各种卫星AOD产品在夏季的反演精度最差,而反演最好的季节各有不同。(5)在一次沙尘天气污染与一次严重雾霾天气个例中,中国西部与北部区域,MODIS C6深蓝算法AOD的监测效果优于其他算法AOD;MERSI AOD产品在此区域的分布不连续。总体而言,MODIS C6AOD分布比MODIS C5.1产品连续,MODIS 3km产品在相同区域的AOD值高于其他产品。以上结论可为卫星AOD产品在中国区域的使用提供参考。

FY-3A/MERSI气溶胶光学厚度资料在北京及其周围地区的精度评价

采用波长插值和时空匹配的方法,对气溶胶自动观测网(aerosol robotic network,AERONET)和风云三号卫星中分辨率光谱成像仪(FY-3A/MERSI)气溶胶光学厚度(aerosol optical depth,AOD)产品进行匹配,并进一步使用AERONET AOD数据对北京以及周围地区的FY-3A/MERSI AOD产品精度进行验证分析。实验结果表明:(1)FY-3A AOD与AERONET AOD具有较高的相关性(R=0.733),总体偏低于AERONET AOD(bias=-0.012);(2)下垫面植被覆盖度越高,FY-3A AOD反演精度越高;气溶胶浓度较低精度越高,反之反演精度越低;并且在春冬季节的反演精度高于夏秋季节。此结论可为北方地区的FY-3A/MERSI气溶胶产品使用提供参考。

基于MODIS遥感数据的气溶胶光学厚度反演技术研究

[目的]研究基于MODIS遥感数据的气溶胶光学厚度反演技术,揭示气溶胶空间分布和时间变化特征。[方法]利用MODIS遥感数据中的MOD021KM与MOD03角度数据,采用6S辐射传输模型建立查找表,选取2015年3~9月某市以晴天为主的MODIS遥感影像,利用ENVI软件处理该时间段内质量相对较高的一系列遥感影像数据,提取处理后的Band 1红波段（0.66μm）、Band 3蓝波段（0.47μm）与Band 7近红外波段（2.10μm）的数据对大气气溶胶光学厚度（AOD值）进行反演。[结果]AOD值与PM10浓度结果类似,呈正态分布,与事先预期的负关系相反。[结论]利用MODIS遥感数据反演AOD值可以在宏观上指示空气污染的分布区域,对大气污染的预报与治理有一定的参考作用。