基于GF4卫星数据反演京津冀地区的气溶胶光学厚度

发布时间：2024-11-02 18:31

　　气溶胶光学厚度是表征气溶胶浓度和大气浊度的物理量,当前通过遥感手段实现大气气溶胶光学厚度的反演,是对大气进行监测与治理的重要方式,但选择针对卫星传感器成像、波段特点和符合该地区特有气溶胶类型的方法一直是遥感反演气溶胶光学厚度的重点和难点。基于此,本文紧紧围绕高分四号卫星传感器的特点和京津冀地区的气溶胶类型,反演京津冀地区的气溶胶光学厚度。本文的主要研究内容如下:针对于传统暗像元法无法直接应用到高分四号数据上的问题,本文通过实验和研究得到卫星数据中红、蓝波段等效地表反射率的分布和线性关系;通过对高分四号影像正射校正、辐射定标等处理,获得了暗像元的表观反射率和角度信息,实现了对影像暗像元特征的提取。研究6S模型输入中几何参数、地表反射率和气溶胶模式对气溶胶光学厚度反演效果的影响,表明气溶胶模式是影响气溶胶光学厚度高精度反演的关键因素;利用自组织特征映射神经网络结合粒子群聚类算法,对当地气溶胶特性实测样本进行了聚类分析,通过分析各气溶胶模式聚类结果的占比和半衰期变化情况,最终提取3种气溶胶模式并通过6S模型建立查找表。为研究不同气溶胶模式的AOD反演的效果,分别与MODIS气溶胶产品进行一致性...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景与研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容与结构安排
第2章 研究区域和数据
    2.1 研究区域概况
        2.1.1 地理地形
        2.1.2 气候状况
        2.1.3 社会发展情况
        2.1.4 大气环境状况
    2.2 试验准备数据
        2.2.1 GF4 数据
        2.2.2 ASD地物光谱仪数据
        2.2.3 MODIS气溶胶产品
        2.2.4 AERONET地基数据
    2.3 本章小结
第3章 气溶胶光学厚度反演的理论和方法
    3.1 气溶胶光学厚度
    3.2 气溶胶光学厚度反演基本原理
    3.3 暗像元法的调整
    3.4 6S辐射传输模型
        3.4.1 6S模型说明
        3.4.2 6S模型输入参数敏感性分析
    3.5 本章小结
第4章 京津冀地区气溶胶模式的聚类分析
    4.1 气溶胶模式
        4.1.1 气溶胶模式的选择
        4.1.2 气溶胶特性表征参数
    4.2 SOFM-PSO聚类模型的建立
        4.2.1 自组织特征映射神经网络算法
        4.2.2 粒子群聚类算法
    4.3 SOFM-PSO模型对本地气溶胶模式的聚类分析
        4.3.1 SOFM-PSO对气溶胶样本聚类
        4.3.2 聚类数量的确定
    4.4 聚类结果分析
        4.4.1 体积尺度谱分布
        4.4.2 复折射指数
    4.5 本章小结
第5章 气溶胶光学厚度反演过程
    5.1 PMI影像处理
        5.1.1 正射校正
        5.1.2 辐射定标
        5.1.3 角度数据处理
        5.1.4 几何处理
        5.1.5 云检测和非暗像元去除
    5.2 6S查找表构建
    5.3 AOD反演算法执行流程
    5.4 本章小结
第6章 气溶胶光学厚度反演结果与分析
    6.1 AOD反演结果
    6.2 反演结果的比较与验证
        6.2.1 MODIS气溶胶产品对比分析
        6.2.2 时间序列下的AOD反演结果验证
        6.2.3 AOD反演效果影响因素的讨论
    6.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：4009949