利用MODIS遥感数据进行气溶胶反演研究

利用MODIS遥感数据进行气溶胶反演研究

雾霾现象是影响大气气候和环境质量的一个重要因素。这些雾和霾都是悬浮

在大气中的气溶胶粒子，混浊度是其主要光学性质之一，可用光学厚度来表征。

现阶段，对气溶胶光学厚度的监测多是基于地面气象站点的实测数据。实测

数据多是以点监测为主，无法测得气溶胶的范围和变化趋势。

随着遥感技术的发展，特别是气溶胶遥感技术的发展和革新，给气溶胶卫星

监测提供了技术依据。利用卫星数据资料可以实现气溶胶的面监测，通过多期数

据的分析比较能实现变化趋势研究。

论文在深入分析气溶胶反演的理论和方法的基础上，利用北京及周边地区的

MODIS卫星遥感影像资料进行了气溶胶反演的实验验证。文中主要研究内容和结

果如下：(1)遥感数据的选择。

由于MODIS数据具有较高的光谱分辨率和时间分辨率，而且对外免费开放下

载，具有较好的经济适用性，所以本文选择以MODIS影像作为实验基础数据。(2)

大气模式的选择。

在气溶胶的反演的过程中，大气模式参数与气溶胶模型参数的设定影响反演

的精度。通过实验研究，选择用6S模式模拟大气模式参数和气溶胶模型，能够

提高反演精度。

(3)根据气溶胶反演的理论基础，在反演过程中需要建立地表反射率与气溶

胶光学厚度之间的定量关系。论文基于暗像元法估算地表反射率，并进一步根据

6S模式模拟通过IDL语言编程实现了与气溶胶光学厚度相关的七参数对应关系

的计算，利用这种七参数对应关系可以实现气溶胶光学厚度的反演。

(4)利用MODIS影像数据对北京及其周边地区的气溶胶光学厚度分布进行了

反演实验，通过AERONET已知数据对反演结果进行了精度验证，并进一步根据7

期数据的反演结果完成了气溶胶光学厚度分布的变化趋势分析。实验结果表明，

利用MODIS数据根据暗像元法以及6S大气模式能够很好的反演出陆地上空的气

溶胶光学厚度。

这为城市地区快速监测大气污染提供了经济适用的方法。