气溶胶遥感定量反演研究与应用(陈良富[等]编著)思维导图
实验课1-定量遥感--植被覆盖度反演PPT优秀课件
实验一 植被覆盖度的遥感反演
三、实习仪器与数据
（1）Landsat 8数据：LC81290392013110LGN01 仁寿县的县界*.shp文件
（2）根据自己的兴趣选择研究区，遥感影像以及矢量数据可以从网上获取。 数据来源：从网站下载免费数据，如：
◦ /data/ ◦ ◦ / 数据源请从（1）和（2）中任意选择一个。
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实验一 植被覆盖度的遥感反演
◦ 3、计算植被覆盖度 方法一：(两种方法都要做)
根据公式（1），我们可以将整个地区分为三个部 分：
• 当NDVI小于NDVI0 ， fv取值为0； • NDVI大于NDVIv ， fv取值为1； • 介于两者之间的像元使用公式（1）计算。 利用ENVI主菜单->Basic Tools->Band Math，在公式 输入栏中输入进行计算. 请回顾ENVI中公式的写法
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实验一 植被覆盖度的遥感反演
在线性像元分解模型中，最简单的模型假设像元只有植被 和非植被两部分构成。所得的光谱信息也只有这两个组分因子 线性合成。他们各自的面积在像元中所占的比率即为各因子的 权重，其中植被覆盖部分所占像元的百分比即为该像元的植 被覆盖度。
NDVI = fv*NDVIv + (1- fv)* NDVI0
(公式1）
NDVI为像元NDVI值，fv为像元的植被覆盖度，NDVIv和NDVI0分别 为植被覆盖部分和非植被覆盖部分的NDVI值。NDVIv和NDVI0这两个 参数值的确定是关键，将直接影响到植被覆盖度估算结果。
在实际工作中因缺少大面积地表实测数据作参考，以及不可避 免存在噪声，所以通常对NDVI 统计直方图给定置信区间，求该区间 内的最小和最大值来作为NDVI0和NDVIv值，或者取5%和95%频率的 NDVI 值作为NDVI0和NDVIv值。本实验中采取后一种取值方法。
气溶胶反演
气溶胶反演方法利用环境小卫星多光谱数据反演：方法一：1. 利用SPSS计算出大气光学厚度与大气参数（ρ（大气的路径辐射项等效反射率）、S（大气下界的半球反射率）、T(μs )T(μv)(大气上行下行透过率)）的对应关系，据此建立查找表，然后利用多波段数据进行地气解耦，得到大气光学厚度。
2. 构建查询表利用6S模型构建气溶胶光学厚度查询表，输入参数为：太阳天顶角，气溶胶模式，550nm波长处气溶胶光学厚度的等级，查找表计算的波段（第一和第三波段），海拔高度。
3. 数据预处理（1）重采样，为了加快运算速度和提高信噪比；（2）辐射定标，将图像的DN值转化为表观反射率。
4. 结果反演根据获得的表观反射率计算出NDVI（用于识别暗目标），利用获得的太阳高度角对查找表进行插值，得到要计算波段的不同大气光学厚度下的大气参数：ρ0、S、T(μs)T(μv)。
5. 图像平滑与成图输出在获得大气光学厚度后，对结果图像进行平滑处理，达到内插部分非暗目标点的监测值并抑制异常点的目的，采用9×9像元的距离加权平均的滤波方法进行；将结果导入ArcMap中，进行叠加矢量图，分等定级以及添加图名图例等操作，制成专题图。
方法二：1.对要反演气溶胶光学厚度的卫星图像惊醒地理和辐射率校正2.然后用MODTRAN模型模拟生成τ（气溶胶光学厚度）和ρ（地表反射率）的查找表3.接着判断卫星观测到的地表像元反射率Lobs与MODTRAN模拟的大气总辐射Ltotal是否相等。
4.如果不等，就改变ρ，再用MODTRAN重新计算Ltotal，再判断是否相等。
5.如果相等，则根据ρ和τ的关系曲线，由反演出的地表反射率ρmap，计算到气溶胶光学厚度分布τmap。
利用环境小卫星高光谱数据反演：方法：1.选择用于反演的波段2.假设利用某种气溶胶模式条件下，计算红波段和近红外波段表观反射率，不考虑临近效应影响。
大气散射在可见—近红外波段影响是比较大的，在可见波段影响最大，其次是近红外波段，在中波红外接近于零，因此，在利用近红外波段反演气溶胶光学特性之前，可以在清洁大气的假设下利用6S或者MODTRAN辐射传输模型进行大气校正。
城市地区大气气溶胶遥感反演研究
分类号密级UDC 编号中国科学院研究生院博士学位论文城市地区大气气溶胶遥感反演研究孙林指导教师柳钦火研究员中国科学院遥感应用研究所申请学位级别博士学科专业名称地图学与地理信息系统论文提交日期 2006年5月论文答辩日期 2006年6月3日培养单位中国科学院遥感应用研究所学位授予单位中国科学院研究生院答辩委员会主席城市地区大气气溶胶遥感反演研究摘要本文主要研究城市地区的气溶胶反演问题，反演的气溶胶参数有：气溶胶光学厚度和气溶胶的粒子谱。
文中主要研究了两种卫星数据的城市地区气溶胶反演方法：一种是国外在轨运行的中分辨率成像光谱仪（MODIS）数据，具有36个通道，空间分辨率分别为250米、500米和1000米；一种是国内的即将发射的环境与减灾卫星（HJ-1）高光谱成像仪数据，具有约135个通道，空间分辨率为100米。
根据不同卫星数据的空间分辨率及光谱分辨率等参数特征，文中共使用三种气溶胶光学厚度反演方法反演城市地区的气溶胶光学厚度，分别是：结构函数法、浓密植被算法及高反差地表法，使用高反差地表法反演的环境与减灾卫星的多波段气溶胶光学厚度反演了气溶胶的粒子谱。
浓密植被算法能够很好的反演陆地上浓密植被像元的气溶胶光学厚度，对于城市地区而言，当卫星数据的空间分辨率较高时，城市中分布较多的森林公园、草坪等区域，可以作为浓密植被算法反演时要求的浓密植被像元；当卫星数据的空间分辨率较低时，难以找到满足浓密植被要求的像元，致使浓密植被算法很难在城市这样的地区使用，基于大气透过率的结构函数法（又称对比算法）可以适用于高反射率地区气溶胶光学厚度反演，有望解决城市地区气溶胶光学厚度的反演问题；对于高光谱数据，高反差地表法能够方便的反演出在其波段设置范围内的气溶胶光学厚度的谱分布，帮助我们更清楚的了解气溶胶的尺度谱分布等性质根据MODIS数据的空间分辩率特点，文中使用结构函数法反演MODIS数据城市地区的气溶胶光学厚度。
由于城市地区地表的空间结构非常复杂，地表二向反射特性非常明显，给结构函数法精确反演城市地区的气溶胶光学厚度带来了严峻挑战，为降低城市地区地表的二向反射特性对结构函数法反演气溶胶光学厚度的影响，文中发展了城市地区的BRDF模型，并将BRDF模型用于北京地区的气溶胶光学厚度反演。
高反射率地区气溶胶光学厚度遥感反演_现状及展望_孙林
度增加； 另一方面是向下反射地表反射辐射， 使辐射亮度降低。通常情况下， 在地表反射率较
低时， 传感器接收的辐射值随气溶胶的增多而迅速增大。浓密植被法就是利用在浓密植被地
区红蓝波段的地表反射率和气溶胶光学厚度的这种关系， 反演气溶胶光学厚度的。随着地表
１ 引言
大气气溶胶是指悬浮于大气中的具有一定稳定性的固体和液体微粒组成的分散体系， 它的粒径范围可以从 １０－３μｍ 到 １０２μｍ。气溶胶在地球大气辐射收支平衡和全球气候变化中 扮演着重要的角色， 它通过两种机制对气候变化产生影响， 一方面， 气溶胶通过散射和吸收 太阳辐射以及地面辐射直接影响着地－ 气系统的辐射收支平衡［１］； 另一方面， 大量的气溶胶 粒子作为云凝结核， 可以使单位体积的云粒子数量增加、云滴半径减小， 增加云的短波反射 率， 同时增加云的生命时间， 这种变化不但影响地气系统的短波辐射， 而且对长波辐射也会 产生影响［２， ３］。因此， 精确测量气溶胶， 对于研究气候变化具有重要意义。
３期
孙 林 等： 高反射率地区气溶胶光学厚度遥感反演： 现状及展望
７１
服地基探测的不足， 为人们实时了解大区域范围内的气溶胶变化提供了可能。 近年来， 卫星遥感反演气溶胶光学厚度已经取得了很多的研究成果， 发展了多种气溶胶
光学厚度反演算法 ， ［５￣１１］ 流行的反演算法中， 针对海洋上空气溶胶光学厚度的反演方法目前 比较成熟， 已经获得了较高的精度， 取得了较好的应用效果， 如利用 ＮＯＡＡ／ＡＶＨＲＲ 数据反 演海洋上的气溶胶光学厚度已经业务化［６］。在红蓝波段地表反射率较低的浓密植被地区， 气 溶 胶 的 光 学 厚 度 反 演 也 已 经 达 到 了 较 高 的 精 度［５￣９］。 而 对 于 干 旱 、半 干 旱 以 及 城 市 等 高 反 射 率地区， 气溶胶的光学厚度反演仍面临严峻的挑战， 主要是因为在以上地区， 地表的非均一 性使地表反射率的精确确定非常困难， 另外， 当地表反射率升高时， 气溶胶指示作用降低［５］。 研究人员为解决高反射率地区的气溶胶光学厚度反演问题， 提出了一系列的反演算法。本文 总结了对高反射率地区气溶胶光学厚度的反演成果， 分析了各方法在应用中的优势和不足。 文章最后分析了高反射率地区气溶胶光学厚度反演的发展前景。
大气参数反演之气溶胶反
06
参考文献
参考文献
气溶胶反演算法
基于卫星遥感数据和地面观测数据，通过一定的算法模型，反演出大气中气溶胶的分布 和浓度信息。
气溶胶对气候的影响
气溶胶能够吸收和散射太阳辐射，对气候变化产生重要影响。通过反演得到的气溶胶信 息有助于更好地了解气溶胶在全球气候变化中的作用。
气溶胶与空气质量的关系
气溶胶浓度的高低直接影响空气质量，反演得到的气溶胶信息可以为空气质量预报和治 理提供重要依据。
高分辨率气溶胶反演技术发展
偏振敏感技术
利用偏振敏感技术可以获取 气溶胶的更多信息，提高反 演精度，是未来气溶胶反演
技术的重要发展方向。
多角度观测技术
利用多角度观测技术可以获 取气溶胶在不同角度下的散 射特性，进而提高反演精度
。
深度学习技术
深度学习技术在图像处理和 模式识别等领域具有广泛的 应用前景，未来可以利用深 度学习技术提高气溶胶反演 的自动化和智能化水平。
气溶胶反演的数学模型
辐射传输模型
描述光在气溶胶介质中的传播过程，包括散射、吸收、再辐射等 作用。
大气辐射传输方程
基于能量守恒原理建立的方程，用于描述大气中辐射能量的传输 过程。
气溶胶反演模型
基于辐射传输模型和观测数据建立的数学模型，用于反演气溶胶 的物理和化学特性。
03
气溶胶反演的算法与实 现
优化算法
大气污染源解析
要点一
总结词
气溶胶反演在解析大气污染源方面具有独特优势，通过对 气溶胶的化学组成和来源进行分析，可以识别出不同污染 物的排放源，为污染治理提供科学依据。
要点二
详细描述
气溶胶反演技术通过分析气溶胶中不同化学成分的浓度和 分布，结合排放源清单和气象信息，能够准确识别出不同 污染物的排放源。这种技术有助于政府和环保部门制定针 对性的污染治理措施，减少污染物排放，改善空气质量。
气溶胶光学厚度的高光谱遥感反演及其环境效应
气溶胶光学厚度的高光谱遥感反演及其环境效应【摘要】：气溶胶是研究全球气候变化和大气污染的重要参数，也是进行定量遥感必须获得的参数。
本文针对人口密集、工业化程度高的城市区域范围，探索高光谱数据遥感反演气溶胶光学厚度的方法，应用中科院上海技术物理研究所自行研制的模块化成像光谱仪(OMIS)，结合MODIS卫星资料和地面太阳光度计监测，试图形成“星载—机载—地面”三个高度立体遥测，实现城市气溶胶光学厚度的反演，并进一步研究其环境效应。
具体工作及结果如下：1)比较分析各种气溶胶光学厚度遥感反演方法的适用性和局限性，并介绍了太阳光度计地基遥测原理。
2)分别介绍了MODIS、OMIS和地基高光谱数据的特点及数据预处理过程、分析典型地物的光谱特征。
3)采用高反差地表法，对2002年10月7日的机载OMIS高光谱数据，进行了气溶胶光学厚度反演的尝试性试验，给出了初步的反演结果，在502-590nm波段处的气溶胶光学厚度值在0.175-0.314之间。
反演结果符合当天的空气质量状况，与能见度进行比较，以证明反演结果的正确性，说明利用高光谱、高空间分辨率的机载遥感数据可以反演城市气溶胶光学厚度。
4)进行大气辐射传输模型的模拟与分析，利用MODIS红、蓝通道数据分析地表反射率、气溶胶类型、气溶胶组份、水汽、臭氧等因素对气溶胶反演的影响；建立了表观反射率—地表反射率—气溶胶光学厚度之间的查算表，结合城市地表特点，探索基于MODIS数据的双目标对比法进行气溶胶光学厚度的反演。
5)利用地面站点能见度和卫星遥感的气溶胶光学厚度资料，建立了一个二者之间季节平均的简单关系，得到上海地区各季的气溶胶标高在春季、夏季、秋季和冬季分别为：1251m，1957m，791.7m和776.4m；并利用标高数据和气溶胶光学厚度的季节分布，反演上海地区区域能见度的季节平均分布，证实上海城区在冬春季平均能见度较差，市区中心能见度在10km以下；低能见度中心分布明显，且主要分布在杨浦、桃浦、吴淞等工业区范围。
大气气溶胶遥感反演研究进展
3/总结与展望
1. 近年来，随着高光谱分辨率的传感器的出现，使陆地气溶胶的遥感成为 可能。由于陆地地表不均一性，对太阳短波辐射的反射值依目标不同有 很大差异。目前为止还没有较好的普适的陆地气溶胶遥感算法。
0.275km×0.275km 1.1km×1.1km
ＡＡＴＳＲ 与 ＭＩＳＲ 相关参数
2.3.1/基于AATSR的多角度算法—ATSR-DV算法
2.3.1/基于AATSR的多角度算法—ATSR-DV算法
2.3.2/基于MISR的多角度遥感
对于深海区，MISR 采用的气溶胶反演算法类似传统的暗像元法，对 于气溶胶光学厚度大的区域，算法会加入446和558nm 通道的光谱信息以 去除任何不确定的来自海洋表面短波反射辐射的影响。
大气气溶胶遥感反演研究进展
摘要
随着我国经济的快速发展，工业化和城镇化进程加速，环境承载压力不断 加大，大气污染问题日趋严重。在我国大多数地区，大气气溶胶已成为影响环 境空气质量的首要污染物。大气气溶胶不仅对全球气候变化产生影响, 而且影响 到大气环境质量和人类身体健康。目前，大气气溶胶遥感反演研究已经成为国 际研究热点之一。
2.3/多角度遥感SR 0.55，0.66，0.87，1.6，
3.7，11，12
0°，55°
MISR
0.446，0.558，0.672，0.886
0°，±26.1°，±45.6°， ±60°，±70.5°
扫描宽度
500km
360km
分辨率
1km×1km（底向） 1.5km×2km（前向）
遥感应用模型7-大气遥感
一、传统大气环境质量监测
——20世纪50年代开始大规模开展 20世纪50年代，以美国为首的发达国家，对空气中主要污染物
纳入常规监测，主要为SO2，CO， TSP，NOX，O3，总HC等6个
项目；空气监测对象由气体一种形态扩展到气体、蒸气、颗粒物3 种不同形态。 1953年后，随着大流量空气采样器的使用，开展空气监测的地 区和城市大幅增加，不少城市还划定空气质量控制区并建立一批空
征进行分析，总结大气环境质量的空间格局的特征及其形成机制。
四、大气程辐射研究
传统意义上，研究大气程辐射的主要目的是进行大气校正，即 去除传感器接收到的影响和干扰地面信息的大气影响，主要分为精 确校正和粗略校正两种方法。 精确校正需要找到每个波段像元亮度值与地物反射率的关系。 为此需要得到卫星飞行时的大气参数，以求出大气的参数：大气透 过率和大气程辐射遥感值。
由于在遥感信息中，大气污染信息叠加于多变的地面信息之上，
——20世纪80年代人们开始尝试间接的方法。 如范心坍等人根据城市热岛情况对城市大气污染进行估计。 Fujii Hisao等人根据树叶SO含量与植被指数的关系估计大气
污染，但这均是一些定性描述或者是间接结果。
——20世纪90年代以后，开始对大气环境进行遥感定量描述。
气监测站点，初步组成空气监测网；分析手段也发生重大变化，由
40年代的以化学法为主，过渡到以分光光度法为主的新时代。
——目前大气环境质量监测仍然延续定点采样的方法，包括在城市
建立固定的大气环境监测站。
——随着分析手段的日益增多，在大气常规监测中，监测的内容不 断扩大，监测的精度和范围也有所提高。 ——除了定点采样外，较为先进和准确的方法是步建立和完善的全
议上瑞典人首先提出，他们的代表做了一个《超越国境的污染大气
高时相陆表大气气溶胶卫星遥感定量反演的开题报告
高时相陆表大气气溶胶卫星遥感定量反演的开题报告一、研究背景气溶胶是指悬浮在大气中的小颗粒物质，它对大气光学和物理化学过程产生重要影响，且与气候变化有着密切联系。
气溶胶影响着大气的透明度、辐射平衡、降水形态、云微物理等多重要过程。
因此，精确地测量和模拟气溶胶在大气中的时空分布和光学性质，对于了解大气物理环境和气候变化等重要问题具有重要意义。
卫星遥感技术是研究大气气溶胶的重要手段之一，具有覆盖范围广、反演时间快、监测周期长等优点。
在众多气溶胶遥感反演方法中，基于光学性质反演的方法是最为通用和成熟的方法之一。
其中，高时相陆表大气气溶胶卫星遥感定量反演方法，能够在足够优秀的时间空间分辨率下，精准地反演陆表气溶胶的激光雷达数据，进而实现陆表气溶胶的数量和分布特征提取。
二、研究目标本研究的主要目标是基于高时相陆表大气气溶胶雷达数据，研究开展气溶胶的遥感定量反演方法，实现对陆地地表气溶胶的定量分析、提取气溶胶时空分布特征等。
三、研究内容1. 理论研究：对气溶胶遥感定量反演的基本理论进行梳理和总结，探讨气溶胶特征参数的物理意义、反演方法的数学与物理基础等问题。
2. 卫星遥感数据分析：使用高时相INSAR数据、雷达数据等多源遥感数据开展复合探测，在时间和空间维度上重建气溶胶时空分布的变化特征。
3. 模型建立：基于气溶胶反射率和散射率的遥感定量反演方法建立相关的数学模型。
4. 实验验证：针对不同的气溶胶类型和地理环境，对提取出的不同特征物理量、气溶胶类型和遥感数据反演结果进行比对和实验验证。
四、研究意义通过建立快速反演气溶胶在大气中时空变化规律的方法，对于深入研究气溶胶在大气中的行为、理解其物理化学机制、探究其与全球变化之间的关系等都具有重要意义。
此外，本研究的方法还有助于制定气溶胶管理和维护空气质量的政策。
深蓝算法反演陆地气溶胶
式中选择北京为实验区，分别提取了2008-12-06、 2009-05-26两天的数据进行反演实验，获得的AOD结果 如图5所示
本算法反演得到的气溶胶光学厚度为550 nm，为用于遥 感反演结果的验证，采用Angstrom公式(Ång-ström， 1964)将AERONET/PHOTONS得到的气溶胶光学厚度转化 为550 nm。
结果反演
（1）地表反射率获取 首先，根据过境时间抽取地表反射率图像；然后，计算待 反演像元的大地坐标，投影转换为经纬度坐标，在地表反 射率图像中寻找最近点；接着，对获得的MODIS第3波段 地表反射率进行修正，获得CCD相机的地表反射率。 （2）AOD反演 根据计算得到的观测几何(太阳天顶角、观测天顶角和相 对方位角)，对查找表进行线性插值，得到不同光学厚度下 的大气参数S、ρ0和T(μs)T(μv)，代入式(2)获得不同气溶 胶光学厚度下的表观反射率；然后，利用CCD相机的地表 反射进行线性插值，得到气溶胶光学厚度。 （3）结果输出 在获得气溶胶光学厚度后，对结果图像进行平滑处理，以 消除大气的不稳定性。。
误差分析及讨论
MOD09产品的误差影响 地表反射率的精确确定对气溶胶的反演至关重要， Kaufman 等(1997)指出，0.01的地表反射率误差会带来大 约0.1的气溶胶光学厚度的误差。研究表明(Vermote和 Kotchenova，2007)，MODIS第3波段的地表反射率产品 有51.30%处于较好的水平，误差可以控制在±(0.005+5%) 的范围内。本文加入(0.005+5%)的误差进行模拟计算以研 究地表反射率误差带来的影响，结果见图8。
liu等2002hsu等人20042006根据在红光和蓝光波段aod对天顶辐亮度有显著的贡献提出了基于地表反射率库的深蓝deepblue算法利用seawifs图像建立了地表反射率库在aod较小时仅使用蓝光数据进行反演aod较大时则综合使用红光和蓝光数据进行反演此方法已成功应用于撒哈拉沙漠阿拉伯半岛等干旱半干旱地区
大气碳气溶胶遥感技术及应用
目录分析
在环境保护和气候变化日益重要的今天，大气碳气溶胶遥感技术作为一种重 要的监测手段，越来越受到广泛。这种技术的实质是通过遥感观测和卫星载荷来 反演大气中的黑碳气溶胶浓度。黑碳气溶胶是大气中一种重要的吸光物质，它能 够吸收和散射太阳光，对气候变化产生重要影响。黑碳气溶胶还可以作为空气污 染的指示剂，对人类健康产生影响。因此，对大气碳气溶胶遥感技术及其应用进 行深入探讨，具有重要的理论和实践价值。
随着科技的进步和需求的提高，大气碳气溶胶遥感技术将会有更大的发展空 间。一方面，随着新型卫星载荷的发展，将会提高对大气中气溶胶的观测精度和 覆盖范围；另一方面，随着人工智能和机器学习等技术的发展，将会提出更加精 准的反演算法和模型，提高对大气中黑碳气溶胶浓度的监测能力。
《大气碳气溶胶遥感技术及应用》这本书全面介绍了大气碳气溶胶遥感技术 的基础理论、实践应用和发展趋势。通过阅读这本书，读者可以深入了解大气碳 气溶胶遥感技术的原理和方法，掌握其在实际应用中的技巧和方法，为研究和应 用大气碳气溶胶遥感技术提供有益的参考。
大气碳气溶胶遥感技术的基础理论包括大气辐射传输理论和气溶胶光学特性。 大气辐射传输理论是研究电磁波在大气中传播规律的理论，它可以帮助我们理解 太阳光在大气中的吸收和散射过程。气溶胶光学特性则是研究气溶胶粒子对光的 吸收和散射特性的理论，这些特性决定了气溶胶在大气中的辐射效应。
大气碳气溶胶遥感技术在实践中的应用主要体现在两个方面：一是基于地基 遥感观测的反演模型算法与技术；二是基于卫星载荷的反演模型算法与技术。
精彩摘录
随着人类活动的不断增加，大气环境中的碳气溶胶（也称为黑碳气溶胶）浓 度也在不断上升。这种气溶胶对环境和人类健康都有着重要的影响，因此对其监 测和调控变得尤为重要。在遥感技术不断发展的今天，利用遥感技术对碳气溶胶 进行监测已经成为一种高效、准确的方法。
余涛-气溶胶遥感反演研究PPT课件
Pollen
中文 煤烟 硫磺酸 水晶有机物
直径（纳米） 10 - 100
硫酸铵
海洋有机物 生物质烟
100-1000
沙尘 海盐 花粉
1000-
10000 6
1.大气气溶胶特性
1.2 气溶胶几何特性-微观形态特性
大气中的气溶胶粒子来源较多，大小不同，形状各异。在实际研究中宏 观上分析时需要有一个粒子尺度分布函数来描述气溶胶粒子群。
气候系统是一个极其复杂的多圈、多层次系统。在诸多影响气候变化 的因子中，气溶胶是一个既重要却又不确定的影响因子。
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2. 卫星监测气溶胶参数的意义
2.1气溶胶的影响-气候系统
• 直接、间接辐射强迫作用 • 通过云影响降水 • 与雪、冰的相互作用
影响大气辐射平衡，严重影响区域和全 球变化！！！
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2. 卫星监测气溶胶参数的意义
采用T-Matrix计算的不同形状的非 球形粒子相函数
1.大气气溶胶特性
1.4 气溶胶光学特性-偏振特性 光波是一种横波，也是一种电磁波。电磁波的波动性质
由 Maxwell 方程组来描述，其基本研究对象是矢量波，分 别是电场矢量 E 和磁场矢量 H，完整描述它们需要四个参 量：波的振幅、波长、位相和偏振。
2.1气溶胶的影响-人居环境
环境：大气能见度下降，阻碍空中、水面和路面交通 健康：显著提高呼吸道、肺心病以卫星监测气溶胶参数的意义
2.1气溶胶的影响-人居环境
晴空、污染天气对比图
晴空、沙尘天气对比图
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2. 卫星监测气溶胶参数的意义
2.1气溶胶的影响-人居环境
2008年：我国三分之二城市空气气溶胶细粒子浓度超标。
PM 2.5 是气溶胶。
基于网格的高性能气溶胶遥感定量反演研究的开题报告
基于网格的高性能气溶胶遥感定量反演研究的开题报告一、研究背景和意义：高效、准确的大气气溶胶遥感定量反演，对于近地表气溶胶监测、环境污染预警和气候变化评估等领域具有重要的应用价值。
传统的气溶胶遥感反演方法通常采用像元方法，将大气垂直分为若干象元，逐层递推求解，但该方法存在着本底误差、误差累计和计算量大等问题。
为了解决这些问题，近年来出现基于网格的气溶胶定量反演方法，该方法将大气垂直划分为网格，在每个网格节点处求解气溶胶光学厚度等参数，有着更高的空间分辨率和更准确的反演结果，被广泛应用于卫星遥感和地面监测等领域。
因此，本研究旨在基于网格的方法，研究高性能气溶胶遥感定量反演算法，提高精度和效率，为环境监测和气候研究提供技术支持。
二、研究内容和方案：1、气溶胶光学厚度反演方法的综述；2、传统像元反演方法与基于网格的反演方法的比较分析；3、针对高分辨率卫星数据，构建气溶胶反演算法的数学模型，建立气溶胶光学厚度的反演方程；4、根据反演方程，设计并实现高性能的基于网格的气溶胶定量反演算法；5、通过卫星数据实验，对比分析传统像元方法和基于网格的反演方法的反演结果，验证算法的有效性和性能优越性；6、进行案例分析，对新方法在环境监测、气候变化评估等方面的应用进行探讨。
三、研究计划：1、第一年：研究气溶胶光学厚度反演方法，分析传统像元反演方法与基于网格的反演方法的优缺点，探究构建反演算法数学模型的方法；2、第二年：开发基于网格的气溶胶定量反演算法，并进行算法优化设计，以提高程序的效率和精度；3、第三年：通过实验和案例分析，对比分析不同反演方法的优缺点，验证新方法的有效性和可行性。
四、预期成果：1、完成基于网格的气溶胶遥感定量反演算法的设计和实现，包括反演方程和程序实现；2、研究不同反演方法的优缺点，验证新方法的高性能和精确性；3、论文发表1-2篇，会议报告1-2次，为环境监测和气候变化评估提供技术支持。