气溶胶遥感反演研究
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属性：光谱、时间、空间、角度、极化…
) Yf(X,b)
信息量
目标特性
“场”：
由五个属性相互耦合，获取的可用于描述目标特性
的信息量的特征分布。
.
32
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.2 气溶胶场
遥感目标场具有时空连续特性， 不同遥感目标变量在时间、空间上都 具有不同的异质性，同时与地物目标 场的时空变异特征有关。气溶胶场是 通过遥感无损探测手段获取其特性。 其场的分布特征与大气、地表及卫星 性能指标相关。
2.2 卫星监测气溶胶 卫星观测气溶胶的传输与扩散
.
29
2. 卫星监测气溶胶参数的意义
2.2 卫星监测气溶胶 基于不同时间的卫星图像，可以清楚地看到灰霾气溶胶的变化趋势
1月10号
1月12号
1月14号
1月16号
灰霾侵袭
PM2.5=248μg/cm3 AQI=289
北京地区2012年冬季灰霾态势变化实例
当电场矢量 E 的振动集中在某一方向时， 称光在这一方向是偏振的。
.
1.大气气溶胶特性
1.4 气溶胶光学特性-偏振特性 当电场振动的轨迹 是一条直线时，称 为线偏振。
当电场振动的轨迹 是一个圆时，称为
圆偏振。
.
1.大气气溶胶特性
1.4 气溶胶光学特性-多角度特性和多光谱：特性
不论是非偏和偏振，当不同波段的入射光线经过气溶胶粒 子散射后，在不同方向上的散射分量是不同的。因此当卫星 从不同角度观测气溶胶粒子时，得到的不同波段的辐射值是
.
1.大气气溶胶特性
1.4 气溶胶光学特性-散射相函数
散射相函数用来描述电磁波被介质散射后在各个方向上的强度分布比例。 对于球形粒子，可以利用著名的MIE（米散射）理论来计算单个粒子的 散射相函数。对于非球形粒子，常用T-Matrix和几何光学理论来计算相 函数，或者直接利用仪器观测来得到。
MIE计算得到的相函数
.
31
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.1 场概念
遥感是一种非接触式的、无损的探测，是人类开展信息获取、认识 与理解自然界、服务其自身发展的有效手段。获取目标特性是发现、识 别、确认、理解、判断、预测的过程，遥感目标特性的分析是从外到内、 由表及内确定目标的存在状态，其根本就是目标特征场，场是一系列遥 感要素的集合，信息量则是构成目标场的各要素的函数。
2. 卫星监测气溶胶参数的意义
2.2 卫星监测气溶胶
？
如何评价气溶胶对于区域
和全球气候变化的影响？
如何获得区域气溶胶的时
空分布？对人们生活的影
响？
如何减小对地观测中的噪
声影响？
.
25
2. 卫星监测气溶胶参数的意义
2.2 卫星监测气溶胶
地基监测
传统对大颗粒沙尘气溶胶的观测主要依靠地基观测为主，如：AERONET地基站点。 但是由于站点密度低且分布离散，因此，利用这种方式对大气污染的监测会受到极 大限制。 卫星监测
理解（25个. 像元，无人机）
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-规模度量
在对地物目标发现、识别、确认、理解基础上，对地物 目标进行深度理解、判断及预测，揭示地物目标的物理特性 及专题特性。
.
43
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.4 气溶胶场特性的尺度特征
发现、识别、确认、理解、判断、预测目标的特性，根本是在研究遥感 目标在空间、时间抑或时空域上的特征量度，而这些指标的时空变异性特征 都具有尺度依赖性，研究尺度的不同会产生不同的研究结果，满足不同的目
.
常用的三种尺度分布函数：数量谱分布，面积谱分布，体积谱分布
1.大气气溶胶特性
1.2 气溶胶几何特性-典型气溶胶类型的尺度分布函数
.
1.大气气溶胶特性
1.3 气溶胶化学特性-气溶胶组成
.
1.大气气溶胶特性
1.3 气溶胶化学特性-气溶胶组成
.
1.大气气溶胶特性
1.4 气溶胶光学特性-散射和吸收 太阳光在大气气溶胶粒子中传播时，会发生散射和吸收， 其中散射又分为反射和投射。
工厂排放 （几公里到几十公里）
森林火灾 （蔓延数百平方公里）
火山爆发 （漂浮达数百公里）
.
大规模霾 （数十万平方公里）
5
1.大气气溶胶特性
1.2 气溶胶几何特性-微观
.
直径：纳米
EN
Soot
Sulfuric Acid
Crystal Bioorganic
Ammonium Sulfate
Marine Organic Biomass Smoke Dust
全球PM2.5卫星遥感反演分布图 全. 球沙尘气溶胶卫星遥感反演分布图
2. 卫星监测气溶胶参数的意义
2.2 卫星监测气溶胶
Huang et al.利用 星载激光雷达 Calipso产品研究 了2007年的一次沙 尘暴事件。
沙尘从Sahara沙漠 传输到墨西哥！
.
28
2. 卫星监测气溶胶参数的意义
.
34
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-模型
1.多波段影像提供更对信息。但因波段间相关性，多波 段影像的实际信息量要小于多波段影像总信息量。
2.分辨率越高，信息量越大。然而，上述计算信息量公 式，面对不同传感器影像，不同地物等因素，信息量大小 不具有普适性，没有一个统一的标准来描述信息量与目标 之间的关系。
不同的。
490nm
665nm
865nm
Fra Baidu bibliotek合成图
用AirMISR得到的不同波段， 不同角度得到的非偏辐射值
.
用国产多角度偏振设备（DPC）得 到的不同波段的偏振辐射值及其彩
1.5. 气溶胶特性分析的意义
气溶胶物质特性
几何特性 化学特性 光学特性
遥感采样特性
空间分辨率 时间分辨率 光谱分辨率 角度分辨率 极化分辨率
所需的空间分辨率逐层递进
.
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-规模度量
秸 秆 焚 烧 的 发 现、 识 别、 确 认、 理 解 过 程
发现（1-2个像元.，1000m MODIS）
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-规模度量
秸 秆 焚 烧 的 发 现、 识 别、 确 认、 理 解 过 程
真实的地面信息？
……
.
23
2. 卫星监测气溶胶参数的意义
2.1气溶胶的影响
➢ 大气气溶胶通过散射与吸收阳光对地球系统辐射平衡有重
要的影响；
➢ 气溶胶粒子在很多生物地球化学循环中起着重要的作用；
➢ 气溶胶构成大气污染源，如沙尘暴、烟尘等；
➢ 气溶胶影响对地观测
研究和监测大气气溶胶具有重要意义！
.
24
技术应用
卫星与载荷 设计
卫星监测 气溶胶
.
气溶胶的特性分析为卫星载荷的设计和反演提供了理论依据
内容提纲
1 大气气溶胶特性 2 卫星大气气溶胶监测的意义 3 气溶胶特性获取分析及卫星监测现状 4 中国气溶胶特性分析 5 卫星大气气溶胶参数反演 6 SART说明
.
17
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
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。
.
22
2. 卫星监测气溶胶参数的意义
2.1气溶胶的影响-对地观测
气溶胶的存在会显著改变地气 辐射传输过程！
大气校正后的图像效果
如何利用卫星对大气
气溶胶进行有效监测？
中国地区气溶胶如何？
如何利用卫星反演气
溶胶参数信息？获得
. 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。
3.几何场分布信息量与辐射信息量互秩。
.
35
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-模型
应用层次-多星组网（例）
.
36
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-规模度量
航天遥感技术是面向自然界的、无损的、全程的、全面的探
测技术。
航天遥感技术本质上是面向目标特性的时空采样过程，通过
在波段、偏振度、时间、空间、角度等维度上的采样，将无
限的信息转化成为有限的信息，求解病态方程利用先验知识
在有限信息里进行信息获取。
航天遥感是人类认知世界、理解世界的工具，利用航天遥感
对自然界的认知经历了发现、识别、确认、理解、评价和预
测的过程。
.
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-规模度量
.
1.大气气溶胶特性
1.1 气溶胶定义和来源
自然：尘粒、烟粒、海洋中浪花飞溅的盐粒、花粉、流星飞逝后留下的灰烬，火山尘埃等； 人为：煤、油及其他矿物燃料的燃烧物质，以及车辆产生的废气排放至空气中的大量烟粒等
自然界产生的气溶胶
.
人类制造的气溶胶
1.大气气溶胶特性
1.2 气溶胶几何特性-宏观
汽车尾气 （数十米）
识别（10个像元，. 30m HJ-1A）
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-规模度量
秸 秆 焚 烧 的 发 现、 识 别、 确 认、 理 解 过 程
确认（20个像元，. 16m GF）
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-规模度量
秸 秆 焚 烧 的 发 现、 识 别、 确 认、 理 解 过 程
灰霾积聚
灰霾扩散
PM2.5=568μg/cm3 PM2.5=299μg/cm3
AQI=500
.AQI=293
灰霾渐渐消散
PM2.5=112μg/cm3 AQI=122
内容提纲
1 大气气溶胶特性 2 卫星大气气溶胶监测的意义 3 气溶胶特性获取分析及卫星监测现状 4 中国气溶胶特性分析 5 卫星大气气溶胶参数反演 6 SART说明
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。
.
18
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！！！
.
19
Sea Salt
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。
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
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、肺心病以及癌症等疾病的发病率
.
20
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
晴空、污染天气对比图
.
晴空、沙尘天气对比图
21
2. 卫星监测气溶胶参数的意义
PM 2.5 是气溶胶。
PM，英文全称为 particulate matter (颗粒物），是评价某一地方空 气质量的重要指标。PM包括PM2.5（大气中直径小于2.5微米的可入肺颗 粒物，2013年2月28日，“PM2.5”规范中文名，正式命名为“细颗粒 物”。），PM10（直径小于10微米的可吸入颗粒物）。PM 的单位一般 为 g / m 3 （即每立方米多少毫克）。
全球气溶胶光学厚度场
大 气
地
表
卫
星
气溶胶场
.
局部区域气溶胶光学厚度场
气溶胶垂直分布场
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标信息量分析-模型
空间信息量
精度信息量
其中C为一景图像所对应的地面面积，G为地面分辨率（即空 间分辨率），n为像元数，K为波段数（光谱分辨率），m为量化 基数（辐射分辨率）。
卫星遥感在对大尺度、连续观测方面具有自身得天独厚的优势，因此非常适合对 气溶胶有效监测。
卫
地
星
基 观
观 测
测
站
点
全
离
球
散
尺
度
连 续 观
.
测
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
2.2 卫星监测气溶胶
卫星遥感在大气环境质 量变化的连续性、空间性 和趋势性监测方面具有明 显优点。
在不同尺度上反映大气 污染物的宏观分布趋势、 源汇分布和传输路径，为 大气污染的全方位立体监 测提供了重要的信息来源。
气溶胶遥感反演研究
b
余涛
20150714
.
1
内容提纲
1 大气气溶胶特性 2 卫星大气气溶胶监测的意义 3 气溶胶特性获取分析及卫星监测现状 4 中国气溶胶特性分析 5 卫星大气气溶胶参数反演 6 SART说明
.
2
1.大气气溶胶特性
1.1 气溶胶定义和来源
大气中悬浮着的各种固体和液体微粒，尺度在10-4 微米到100微米之间。
) Yf(X,b)
信息量
目标特性
“场”：
由五个属性相互耦合，获取的可用于描述目标特性
的信息量的特征分布。
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3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.2 气溶胶场
遥感目标场具有时空连续特性， 不同遥感目标变量在时间、空间上都 具有不同的异质性，同时与地物目标 场的时空变异特征有关。气溶胶场是 通过遥感无损探测手段获取其特性。 其场的分布特征与大气、地表及卫星 性能指标相关。
2.2 卫星监测气溶胶 卫星观测气溶胶的传输与扩散
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2. 卫星监测气溶胶参数的意义
2.2 卫星监测气溶胶 基于不同时间的卫星图像，可以清楚地看到灰霾气溶胶的变化趋势
1月10号
1月12号
1月14号
1月16号
灰霾侵袭
PM2.5=248μg/cm3 AQI=289
北京地区2012年冬季灰霾态势变化实例
当电场矢量 E 的振动集中在某一方向时， 称光在这一方向是偏振的。
.
1.大气气溶胶特性
1.4 气溶胶光学特性-偏振特性 当电场振动的轨迹 是一条直线时，称 为线偏振。
当电场振动的轨迹 是一个圆时，称为
圆偏振。
.
1.大气气溶胶特性
1.4 气溶胶光学特性-多角度特性和多光谱：特性
不论是非偏和偏振，当不同波段的入射光线经过气溶胶粒 子散射后，在不同方向上的散射分量是不同的。因此当卫星 从不同角度观测气溶胶粒子时，得到的不同波段的辐射值是
.
1.大气气溶胶特性
1.4 气溶胶光学特性-散射相函数
散射相函数用来描述电磁波被介质散射后在各个方向上的强度分布比例。 对于球形粒子，可以利用著名的MIE（米散射）理论来计算单个粒子的 散射相函数。对于非球形粒子，常用T-Matrix和几何光学理论来计算相 函数，或者直接利用仪器观测来得到。
MIE计算得到的相函数
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3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.1 场概念
遥感是一种非接触式的、无损的探测，是人类开展信息获取、认识 与理解自然界、服务其自身发展的有效手段。获取目标特性是发现、识 别、确认、理解、判断、预测的过程，遥感目标特性的分析是从外到内、 由表及内确定目标的存在状态，其根本就是目标特征场，场是一系列遥 感要素的集合，信息量则是构成目标场的各要素的函数。
2. 卫星监测气溶胶参数的意义
2.2 卫星监测气溶胶
？
如何评价气溶胶对于区域
和全球气候变化的影响？
如何获得区域气溶胶的时
空分布？对人们生活的影
响？
如何减小对地观测中的噪
声影响？
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2. 卫星监测气溶胶参数的意义
2.2 卫星监测气溶胶
地基监测
传统对大颗粒沙尘气溶胶的观测主要依靠地基观测为主，如：AERONET地基站点。 但是由于站点密度低且分布离散，因此，利用这种方式对大气污染的监测会受到极 大限制。 卫星监测
理解（25个. 像元，无人机）
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-规模度量
在对地物目标发现、识别、确认、理解基础上，对地物 目标进行深度理解、判断及预测，揭示地物目标的物理特性 及专题特性。
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3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.4 气溶胶场特性的尺度特征
发现、识别、确认、理解、判断、预测目标的特性，根本是在研究遥感 目标在空间、时间抑或时空域上的特征量度，而这些指标的时空变异性特征 都具有尺度依赖性，研究尺度的不同会产生不同的研究结果，满足不同的目
.
常用的三种尺度分布函数：数量谱分布，面积谱分布，体积谱分布
1.大气气溶胶特性
1.2 气溶胶几何特性-典型气溶胶类型的尺度分布函数
.
1.大气气溶胶特性
1.3 气溶胶化学特性-气溶胶组成
.
1.大气气溶胶特性
1.3 气溶胶化学特性-气溶胶组成
.
1.大气气溶胶特性
1.4 气溶胶光学特性-散射和吸收 太阳光在大气气溶胶粒子中传播时，会发生散射和吸收， 其中散射又分为反射和投射。
工厂排放 （几公里到几十公里）
森林火灾 （蔓延数百平方公里）
火山爆发 （漂浮达数百公里）
.
大规模霾 （数十万平方公里）
5
1.大气气溶胶特性
1.2 气溶胶几何特性-微观
.
直径：纳米
EN
Soot
Sulfuric Acid
Crystal Bioorganic
Ammonium Sulfate
Marine Organic Biomass Smoke Dust
全球PM2.5卫星遥感反演分布图 全. 球沙尘气溶胶卫星遥感反演分布图
2. 卫星监测气溶胶参数的意义
2.2 卫星监测气溶胶
Huang et al.利用 星载激光雷达 Calipso产品研究 了2007年的一次沙 尘暴事件。
沙尘从Sahara沙漠 传输到墨西哥！
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2. 卫星监测气溶胶参数的意义
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3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-模型
1.多波段影像提供更对信息。但因波段间相关性，多波 段影像的实际信息量要小于多波段影像总信息量。
2.分辨率越高，信息量越大。然而，上述计算信息量公 式，面对不同传感器影像，不同地物等因素，信息量大小 不具有普适性，没有一个统一的标准来描述信息量与目标 之间的关系。
不同的。
490nm
665nm
865nm
Fra Baidu bibliotek合成图
用AirMISR得到的不同波段， 不同角度得到的非偏辐射值
.
用国产多角度偏振设备（DPC）得 到的不同波段的偏振辐射值及其彩
1.5. 气溶胶特性分析的意义
气溶胶物质特性
几何特性 化学特性 光学特性
遥感采样特性
空间分辨率 时间分辨率 光谱分辨率 角度分辨率 极化分辨率
所需的空间分辨率逐层递进
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3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-规模度量
秸 秆 焚 烧 的 发 现、 识 别、 确 认、 理 解 过 程
发现（1-2个像元.，1000m MODIS）
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-规模度量
秸 秆 焚 烧 的 发 现、 识 别、 确 认、 理 解 过 程
真实的地面信息？
……
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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
➢ 大气气溶胶通过散射与吸收阳光对地球系统辐射平衡有重
要的影响；
➢ 气溶胶粒子在很多生物地球化学循环中起着重要的作用；
➢ 气溶胶构成大气污染源，如沙尘暴、烟尘等；
➢ 气溶胶影响对地观测
研究和监测大气气溶胶具有重要意义！
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技术应用
卫星与载荷 设计
卫星监测 气溶胶
.
气溶胶的特性分析为卫星载荷的设计和反演提供了理论依据
内容提纲
1 大气气溶胶特性 2 卫星大气气溶胶监测的意义 3 气溶胶特性获取分析及卫星监测现状 4 中国气溶胶特性分析 5 卫星大气气溶胶参数反演 6 SART说明
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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
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。
.
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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-对地观测
气溶胶的存在会显著改变地气 辐射传输过程！
大气校正后的图像效果
如何利用卫星对大气
气溶胶进行有效监测？
中国地区气溶胶如何？
如何利用卫星反演气
溶胶参数信息？获得
. 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。
3.几何场分布信息量与辐射信息量互秩。
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3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-模型
应用层次-多星组网（例）
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3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-规模度量
航天遥感技术是面向自然界的、无损的、全程的、全面的探
测技术。
航天遥感技术本质上是面向目标特性的时空采样过程，通过
在波段、偏振度、时间、空间、角度等维度上的采样，将无
限的信息转化成为有限的信息，求解病态方程利用先验知识
在有限信息里进行信息获取。
航天遥感是人类认知世界、理解世界的工具，利用航天遥感
对自然界的认知经历了发现、识别、确认、理解、评价和预
测的过程。
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3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-规模度量
.
1.大气气溶胶特性
1.1 气溶胶定义和来源
自然：尘粒、烟粒、海洋中浪花飞溅的盐粒、花粉、流星飞逝后留下的灰烬，火山尘埃等； 人为：煤、油及其他矿物燃料的燃烧物质，以及车辆产生的废气排放至空气中的大量烟粒等
自然界产生的气溶胶
.
人类制造的气溶胶
1.大气气溶胶特性
1.2 气溶胶几何特性-宏观
汽车尾气 （数十米）
识别（10个像元，. 30m HJ-1A）
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-规模度量
秸 秆 焚 烧 的 发 现、 识 别、 确 认、 理 解 过 程
确认（20个像元，. 16m GF）
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标的信息量分析-规模度量
秸 秆 焚 烧 的 发 现、 识 别、 确 认、 理 解 过 程
灰霾积聚
灰霾扩散
PM2.5=568μg/cm3 PM2.5=299μg/cm3
AQI=500
.AQI=293
灰霾渐渐消散
PM2.5=112μg/cm3 AQI=122
内容提纲
1 大气气溶胶特性 2 卫星大气气溶胶监测的意义 3 气溶胶特性获取分析及卫星监测现状 4 中国气溶胶特性分析 5 卫星大气气溶胶参数反演 6 SART说明
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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Sea Salt
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。
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
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、肺心病以及癌症等疾病的发病率
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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
晴空、污染天气对比图
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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
PM 2.5 是气溶胶。
PM，英文全称为 particulate matter (颗粒物），是评价某一地方空 气质量的重要指标。PM包括PM2.5（大气中直径小于2.5微米的可入肺颗 粒物，2013年2月28日，“PM2.5”规范中文名，正式命名为“细颗粒 物”。），PM10（直径小于10微米的可吸入颗粒物）。PM 的单位一般 为 g / m 3 （即每立方米多少毫克）。
全球气溶胶光学厚度场
大 气
地
表
卫
星
气溶胶场
.
局部区域气溶胶光学厚度场
气溶胶垂直分布场
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
3.3 遥感目标信息量分析-模型
空间信息量
精度信息量
其中C为一景图像所对应的地面面积，G为地面分辨率（即空 间分辨率），n为像元数，K为波段数（光谱分辨率），m为量化 基数（辐射分辨率）。
卫星遥感在对大尺度、连续观测方面具有自身得天独厚的优势，因此非常适合对 气溶胶有效监测。
卫
地
星
基 观
观 测
测
站
点
全
离
球
散
尺
度
连 续 观
.
测
3.气溶胶特性获取分析及卫星监测现状
2.2 卫星监测气溶胶
卫星遥感在大气环境质 量变化的连续性、空间性 和趋势性监测方面具有明 显优点。
在不同尺度上反映大气 污染物的宏观分布趋势、 源汇分布和传输路径，为 大气污染的全方位立体监 测提供了重要的信息来源。
气溶胶遥感反演研究
b
余涛
20150714
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内容提纲
1 大气气溶胶特性 2 卫星大气气溶胶监测的意义 3 气溶胶特性获取分析及卫星监测现状 4 中国气溶胶特性分析 5 卫星大气气溶胶参数反演 6 SART说明
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1.大气气溶胶特性
1.1 气溶胶定义和来源
大气中悬浮着的各种固体和液体微粒，尺度在10-4 微米到100微米之间。