MODIS高分辨率气溶胶光学厚度反演及验证

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气溶胶光学厚度遥感反演方法研究

气溶胶光学厚度遥感反演方法研究

气溶胶光学厚度遥感反演方法研究气溶胶光学厚度是指大气中可见光波段的气溶胶对光的吸收和散射能力,是研究大气污染和气候变化的重要参数之一。

随着遥感技术的发展,气溶胶光学厚度的遥感反演方法也越来越多样化。

本文将围绕气溶胶光学厚度的遥感反演方法展开探讨,并介绍其中几种常用的方法。

首先,我们来介绍一种基于太阳辐射的反演方法,即通过观测太阳辐射在大气中的衰减程度来推导气溶胶光学厚度。

该方法的基本原理是:利用太阳辐射的特定波段观测数据,与大气传输模型进行比对,通过比较模型计算的大气透过率和实际观测得到的透过率之间的差异,推导出气溶胶光学厚度。

这种方法的优点是简单且操作直观,但是需要准确的大气传输模型和太阳辐射观测数据。

另一种常用的反演方法是利用遥感数据中的多光谱信息进行反演。

这种方法利用多光谱数据中不同波长的光谱信息和气溶胶光学特性之间的关系,从而反演出气溶胶光学厚度。

常用的多光谱遥感数据包括MODIS卫星的数据和Landsat卫星的数据。

这种方法的优点是获取的数据较全面和准确,但是对大气参数和气溶胶光学特性的准确性要求较高。

此外,还有一些基于亮温数据的反演方法。

亮温是指地物在遥感图像中反射和辐射出的热能,不同的地物有不同的亮温值。

利用亮温数据可以推导出地表和大气的温度分布,从而推导出气溶胶光学厚度。

这种方法适用于全球遥感数据,但是对地表和大气温度的准确性有一定要求。

在不断深入研究中,一些新的反演方法也得到了发展。

例如,基于人工神经网络的反演方法。

通过训练神经网络,能够从遥感数据中学习到气溶胶光学厚度和其他大气参数之间的复杂非线性关系,从而实现准确的反演。

这种方法的优点是能够适应复杂的遥感数据,减少传统方法中的模型假设和参数要求,提高了反演的准确性。

综上所述,气溶胶光学厚度的遥感反演方法多样化且不断发展。

通过太阳辐射观测、多光谱数据分析、亮温数据推算和人工神经网络等方法,可以准确地反演出气溶胶光学厚度。

未来随着遥感技术的不断进步,反演方法将更加精细化和高效化,为大气污染和气候变化研究提供更加可靠的数据支持。

MODIS气溶胶光学厚度空气污染指数的关系研究

MODIS气溶胶光学厚度空气污染指数的关系研究

MODIS气溶胶光学厚度空气污染指数的关系研究随着我国国民经济迅速发展,城镇化加速,城市化进程中的问题也随之显现。

同时随着生活质量的提高,空气污染问题日益受到民众的重视。

本文试图利用MODIS遥感卫星数据得到的气溶胶光学厚度(AOT),以及由地面检测得到的空气污染指数(API)数据,分析两者之间的关系,对两者进行回归分析,建立两者之间的回归模型,最终可以由遥感得到的AOT数据计算得出地面API的数据。

由于AOT数据会受到气象因素和季节的影响,在建立回归模型的过程中,会分季节建立回归模型并引入一些主要的气象因子(风速、气压)对回归模型进行校正,以期获得较好的回归模型。

通过研究可以得到结论如下:1.没有气象因子参与时,夏季和秋季的拟合精度相对较高,分别为0.7215和0.6693。

2.考虑了气压和风速后,对模型精度提高显著,其中秋季和冬季的拟合精度都可以达到0.7258。

3.对气象要素分组后发现,在气压低于1010hpa的情况下,模型的预测精度相对较高,可达0.7349。

1.1相关概念简介1.1.1 MODIS简介从1991年起,美国NASA启动了为期20年的地球观测系统(EOS)计划。

在这个计划中,把区域性地表覆盖变化的趋势和模式、人类活动影响的观测分析、全球初级生产力动态变化以及自然灾害监测研究等作为长期地球环境变化研究的重要内容。

MODIS ( Moderate Resolution Imaging Spectrometer,中等分辨率成像光谱仪)是EOS计划中重要的传感器,现已搭载于两颗EOS卫星上(TERRA 卫星和AQUA卫星),于2000年上半年开始进行数据服务。

TERRA卫星是装载有MODIS传感器的极地轨道环境遥感卫星,发射于1999年12月18日。

TERRA卫星从北京地区上空的过境时间,一般在10:30 (北京时)之间,并呈周期变化。

它的地面重复周期为16天(即16天后卫星将于地方时的同一时间出现在同一地点的上空)。

利用MODIS数据反演大气AOD及PM2

利用MODIS数据反演大气AOD及PM2

利用MODIS数据反演大气AOD及PM2 .5浓度空气质量是人们生活中的重要问题,特别是在一些大城市,PM2.5浓度高的情况经常发生,导致了严重的健康问题。

因此,对于大气PM2.5浓度的监测和预测就显得尤为重要。

近年来,利用遥感技术反演大气PM2.5浓度的方法越来越受到关注,这种方法的优点是可以获取全球范围内的PM2.5数据,具有实时性和全面性,可以更好地开展大气环境管理工作。

本文主要介绍利用MODIS数据反演大气AOD及PM2.5浓度的方法。

一、MODIS数据简介MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)是由美国宇航局(NASA)和国家航空航天局(NOAA)合作设计并发射的一种用于地球观测的卫星传感器。

它的主要任务是提供高分辨率、全球性、高时空分辨率的遥感数据,为全球大气、海洋和陆地环境监测提供支持。

MODIS传感器包含36个波段,覆盖范围包括可见光、近红外和红外波段。

MODIS数据是用于大气、海洋、陆地和冰盖研究的主要遥感数据之一,已经成为全球监测与预测大气和海洋轨迹、地表覆盖变化等研究的重要工具。

二、大气AOD反演方法大气AOD(大气消光系数)是指在大气中传播的光线在一定路径上能量损失的程度,是一个衡量大气透明度的指标。

通过对AOD的反演,可以得到某一航迹上特定时刻的大气光学厚度,从而可以估算出大气中颗粒物的浓度。

目前,主要的AOD反演方法有两种:基于空间变化模型的方法和基于统计模型的方法。

基于空间变化模型的反演方法主要是基于能见度和光学理论,利用空间变化的模型来研究AOD的反演。

这种方法基于空间密集的监测站点,利用气象观测数据、大气动力学模型和光学研究,通过统计学分析来估算出大气AOD。

这种方法需要高空间密度的监测台站,但是可以估算出时空分布更为准确的AOD数据。

基于统计模型的反演方法是利用遥感数据和实地监测数据,通过建立统计模型来真实地估算AOD。

中国区域MODIS陆上气溶胶光学厚度产品检验

中国区域MODIS陆上气溶胶光学厚度产品检验
(中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室 国家卫星气象中心 ,北京 100081)
摘 要
以我国 MODIS 共享网站积累的 MODIS L1B 数据和美国威斯康辛大学提供的 IMA PP 软件包气溶胶产品软 件为基础 ,经过产品运行本地化改进处理 ,在国家卫星气象中心建立了气溶胶产品业务化生成和发布机制 。为支 持气溶胶遥感产品算法改进以及潜在用户对产品的合理应用 ,给出对国家卫星气象中心运行的 MODIS 气溶胶遥 感产品质量检验分析结果 。利用 2005 年 1 月 —2007 年 5 月 A ERON ET 地基气溶胶监测网的 L2. 0 级气溶胶光学 厚度产品作为真值 ,用它匹配 MODIS 陆上气溶胶光学厚度产品开展检验 。检验结果表明 : 以卫星过境前后30 min 地基观测时间平均值匹配地基站点位置 10 km 半径范围内的卫星反演结果空间平均值开展检验 ,总体样本的气溶 胶光学厚度均方根误差约为 0. 25 ;满足产品误差要求 ( ±0. 05 ±0. 20τ) 的样本占总样本数的 44 % ;气溶胶光学厚度 反演结果精度具有季节和地域差异 ,干季 (秋 、冬 、春) 的气溶胶光学厚度误差较小 ,而雨季气溶胶光学厚度误差较 大 ,云是雨季气溶胶光学厚度反演结果误差较大的主要影响因素 。 关键词 : MODIS ; 气溶胶光学厚度 ; 误差检验 ; 数据共享
2 期 李晓静等 :中国区域 MODIS 陆上气溶胶光学厚度产品检验 1 49
0. 02 ,足以作为真值用于检验卫星反演的 AO T 值
(C4 版 MOD IS 产 品 不 确 定 性 要 求 是 ±0. 05 ±
0. 20τ) 。
本文分析选择的 A ERON E T 数据为完成云检
为了支持对气溶胶遥感产品算法的改进以及产 品潜在用户对本产品的合理应用 ,本文给出对国家 卫星气象中心运行的 MODIS 气溶胶遥感产品开展 质量检验的分析结果 。利用 2005 年 1 月 —2007 年 5 月 A ERON E T 地基气溶胶监测网的 L2. 0 级气溶 胶光学厚度产品匹配 MODIS 气溶胶光学厚度产品 开展检验 , 主要检验陆上气溶胶算法生成的 466 , 550 ,658 nm 陆上气溶胶光学厚度 。

MODIS影像气溶胶反演

MODIS影像气溶胶反演

MODIS影像气溶胶反演一、MODIS 影像的辐射校正在ENVI 5.0中打开MODIS影像的HDF文件就已经做了辐射校正,打开HDF文件的方法是File---->Open As---->EOS---->MODIS打开后在数据列表中可以看到三个文件,第一个是发射率Emissive(band20-band36),第二个是辐射率Radiance(band1-band26),第三个是反射率Reflectance(band1-band26),如图所示。

二、几何校正2.1 发射率文件的几何校正(1)Georeference MODIS 工具ENVI5.0下有对特定传感器进行几何校正的工具,其中就有专门针对MODIS数据的几何校正, Geometric Correction——>Georeference by sensor——>Georeference MODIS(2)选择发射率文件(3)Georeference MODIS 参数设置Georeference MODIS Parameters对话框中,选择投影信息见图,其中要注意保存GCP控制点以及对MODIS影像做双眼皮去除(在MODIS 1 B图像中,存在着重叠现象,俗称“双眼皮”现象(bow-tie effect) ,严重地影响着MODIS图像的应用),然后点击OK。

(4)发射率几何校正参数设置Registration Parameters对话框中,注意分辨率是1000(默认)选择保存路径点击OK即可。

(5)发射率几何校正结果2.2 反射率文件的几何校正(1)Wrap from GCPs:Image to Map Registration 工具发射率文件几何校正之后,可以利用导出的GCP控制点来校正其他文件。

在工具箱中找 Geometric Correction——>Registration——>Wrap from GCPs:Image to Map Registration 工具。

利用MODIS资料反演北京及其周边地区气溶胶光学厚度的方法研究

利用MODIS资料反演北京及其周边地区气溶胶光学厚度的方法研究

利用MODIS资料反演北京及其周边地区气溶胶光学厚度的方法研究一、概括本文针对北京及其周边地区的气溶胶光学厚度(AOD)进行了研究,探讨了利用MODIS(MODerate Resolution Imaging Spectroradiometer)资料反演AOD的方法。

气溶胶是大气中粒径小于或等于微米的颗粒物,对环境、气候和人类健康具有重要影响。

AOD 是衡量气溶胶光学特性的重要参数,可反映气溶胶的分布、浓度和谱分布等信息。

文章首先介绍了大气气溶胶的基本概念和重要性,然后分析了几种常见的MODIS AOD反演方法,包括辐射传输模型(ATM)、神经网络模型、经验统计方法和遥感影像融合技术。

对这些方法进行了简要评述,并提出了研究中需要解决的关键问题和技术难点。

通过实际观测数据和对比分析,验证了所提出方法的准确性和可行性。

1.1 研究背景与意义随着社会的快速发展,大气污染问题日益凸显,尤其是气溶胶粒子的污染。

气溶胶粒子不仅影响太阳辐射的吸收和散射,还对人类健康、气候变化等产生重要影响。

准确、实时地了解大气气溶胶光学厚度(AOD)对于大气污染监测、气候变化研究和环境评估具有重要意义。

遥感技术在大气污染监测领域得到了广泛应用,尤其是利用MODIS(MODerate Resolution Imaging Spectroradiometer)数据反演气溶胶光学厚度。

MODIS是 NASA 下属的地球观测与地球系统实验室(EOS),具有高时间分辨率和高空间分辨率的遥感数据。

通过 MODIS 数据反演气溶胶光学厚度,可以为政府和相关部门提供有力的决策支持。

北京及其周边地区作为中国的政治、经济和文化中心,以及重要的交通枢纽,大气污染物排放量大,气溶胶光学厚度时空变化复杂。

研究该地区气溶胶光学厚度的分布特征、影响因素及其对大气污染的影响,对于深入理解区域大气污染机制、制定科学合理的大气污染治理措施具有重要意义。

1.2 MODIS资料的特点与优势高时间分辨率:MODIS数据具有一天内多次更新的潜力,为捕捉气溶胶光学厚度的变化提供了便利。

利用MODIS的L1B数据反演气溶胶的流程如下

利用MODIS的L1B数据反演气溶胶的流程如下

利用MODIS的L1B数据反演气溶胶的流程如下反演气溶胶的流程主要包括以下几个步骤:1.数据预处理在反演之前,需要对MODIS的L1B数据进行预处理。

预处理的主要目标是去除地表反射和大气效应,从而得到大气透过度(transmittance)的估计。

首先,需要获取MODIS的L1B数据,包括红外和可见光的辐射数据。

然后,根据MODIS的观测参数和大气传输模型,去除地表反射和大气效应,得到大气透过度的估计。

2.运用反演算法根据获取的大气透过度的估计,通过合适的反演算法来计算气溶胶的光学厚度(optical depth)。

常用的反演算法包括逐像元反演、多角度反演和辐射传输模型反演等。

逐像元反演主要利用可见光波段的数据,根据大气散射和吸收的光谱特征,计算气溶胶的光学厚度。

多角度反演利用不同方向的观测数据,根据气溶胶在不同观测角度下的散射特征,计算气溶胶的光学厚度。

辐射传输模型反演是模拟辐射传输过程,通过与实测数据的比较,调整模型参数,最终得到气溶胶的光学厚度。

3.雾化比例得到气溶胶的光学厚度后,还需要计算气溶胶的雾化比例(aerosol fraction)。

雾化比例描述了气溶胶的粒径和分布情况。

雾化比例可以通过计算不同波段的辐射比值来获得。

对于非球形粒子的气溶胶,雾化比例通常与气溶胶光学厚度呈负相关。

4.结果验证最后,需要对反演结果进行验证。

验证的方法包括与地面测量数据的比较、与其他遥感数据的对比以及利用气象模型进行验证等。

与地面测量数据的比较可以评估反演结果的准确性。

与其他遥感数据的对比可以验证反演结果与其他参数的关系。

利用气象模型进行验证可以评估反演结果的适用性和稳定性。

总结起来,利用MODIS的L1B数据反演气溶胶的流程主要包括数据预处理、反演算法应用、雾化比例计算和结果验证。

这一流程可以提供气溶胶的空间分布、光学性质等重要信息,为气溶胶的研究和应用提供支持。

基于MODIS的气溶胶光学厚度反演算法及应用进展

基于MODIS的气溶胶光学厚度反演算法及应用进展

此 开始 了陆地 气 溶胶 的遥 感研 究 。近年 来 , 着 对 随 气 溶胶 特性 的深入 研 究 , 用卫 星 遥 感 气溶 胶 也 得 利 到 了不 断 的发 展 , 种传 感 器 包括 多 光 谱 、 角度 、 各 多 偏振 、 像扫 描等 功能 的应用 对 遥 感 气 溶胶 光 学 特 成 性提 供 了更加 全面 的信息 , 先后 出现 了 多种 卫 星 遥 感 气溶胶 的方 法 , 如单 通道 遥感 和多通 道遥感 、 比 对
用 , 讨 了气 溶 胶 时 空 分 布 以 及 A0D 与地 面颗 粒 物 浓 度 的 相 关 性研 究 。 探
关键词 : 气溶 胶 光 学厚 度 ; 感 器 ; 演 算 法 传 反
中图分类号 :73 X 0
文献标识码 : A
文章 编 号 :6 49 4 (0 20 —1 80 17 —94 2 1 ) 20 0 —4
3 基 于 MODI 演 气 溶 胶 光 学 厚 度 S反 的主要 算 法
目前利 用卫 星遥感 反演 气溶胶 光学 厚度 的方法 包括 单通道 反 射 比、 通 道 反 射 比、 集 植 被 暗 背 多 密
景 、 陆对 比及单 次散 射反 照率 的反演 、 海 多角度 成像 偏 振 和 陆 地 粒 子 谱 的 反 演 、 辐 射 对 比、 于 热 用 T OMS资料 的紫 外 方 法 等[ 。本 文 主 要 介 绍 其 中 9 3 比较有 代表性 的几 种 主要 的气 溶胶 反演算 法 。
AVHRR高 4 , 倍 并且 采 用 了可 见光 波 段 星 上校 准
2 遥 感 反 演气 溶 胶 理 论 的发 展
国际上 利用 卫 星遥 感 气溶 胶 的理 论 始 于 2 O世
技 术 以确保 观测 的长 期稳 定 。由于 MO S数 据 ] DI 具 有 多光谱 分辨率 、 时空分 辨率等 特点 , 高 因此 它在 监测 资源 、 环境 、 害 和全球 气候变 化等 方面具 有重 灾
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Retrieval, Validation of High Resolution MODISAerosol Optical DepthsWei Chen, Lei Yan, Hongzhao Tang Institute of Remote Sensing and GISPeking UniversityBeijing, Chinawchen@Chengcai Li School of Physics Peking University Beijing, China ccli@Abstract—Atmospheric correction plays an important role in quantitative application of remote sensing images. And aerosol particles are the most uncertain factor in atmospheric correction. NASA has been distributing 10km resolution Aerosol Optical Depths (AOD) product for most area of globe since 2000 after the launching of MODIS. And this AOD product has been applied to image atmospheric corrections. However, aerosol varies tremendously and 10km resolution AOD product may not be adequate in atmospheric correction of local scale. For correcting images more accurately, we retrieve 1km resolution AOD product with MODIS operational algorithm. The result demonstrates that the two product prove to be similar in large scale but 1km resolution AOD product could be able to illustrate the dramatic variations of local scale while 10km resolution AOD product could not.Keywords-MODIS;AOD;Retrieve;Atmospheric CorrectionMODIS高分辨率气溶胶光学厚度反演及验证陈伟1,晏磊1,李成才2,唐洪钊11.北京大学遥感与地理信息系统研究所,北京,中国,1008712.北京大学物理学院,北京,中国,1008711.wchen@,2. ccli@【摘要】遥感影像的大气效应校正是影响其定量化应用的重要环节。

大气中的气溶胶颗粒是大气校正中最不确定因子。

目前NASA已经利用MODIS发布全球绝大部分地区10km分辨率的AOD(Aerosol Optical Depths)产品,并已经广泛应用在遥感图像的大气校正中。

但是气溶胶在空间变化较大,10km分辨率的AOD产品在进行小尺度地区大气校正上尚有一定的缺陷。

为了更好更精确地进行大气校正,本文利用MODIS气溶胶业务化算法反演了1km分辨率的AOD产品。

结果显示,两者在宏观上趋势相同,但1km分辨率的AOD产品更能表达局部的气溶胶的剧烈变化。

【关键词】MODIS;AOD;反演;大气校正1 引言大气气溶胶通过指悬浮于大气中的微小粒子,粒径范围可以从0.001到100μm。

大气气溶胶对地球表面辐射收支平衡有着重要影响[1]。

目前卫星遥感使得全球大气气溶胶监测成为可能[2]。

目前NASA每天提供全球绝大部分地区的10Km分辨率的AOD产品。

但10km分辨率AOD 产品更适合于较低分辨率且较均一的地表进行大气校正,而对于更高分辨率遥感影像的校正则需要更高分辨率的AOD产品。

本文采用Kaufman等人提出的暗目标法[5],利用MODIS影像反演出地表1km分辨率AOD产品。

并将反演所得1km分辨率AOD产品与NASA发布10km分辨率AOD产品结合地面实测CE318实测数据进行对比分析,结果发现两者与地面实测数据吻合度均较高。

进一步分析2010 International Conference on Remote Sensing (ICRS)978-1-4244-8729-5/10/$26.00 ©2010 IEEE ICRS2010发现两种分辨率AOD产品在宏观上分布趋势相同,但1km分辨率AOD产品更能反映气溶胶在局部剧烈变化[3]。

2 MODIS高分辨率气溶胶反演方法2.1 反演原理假设地表为均匀朗伯体,则传感器接收到的卫星表观反照率由路径辐射项和地表辐射项构成,可表示为:()()()()其中,为整层大气反射率,()和()分别表示从太阳到地面、从地面到卫星两个方向大气层总的透过率(直射和漫射),系数代表地面和大气层多次散射的作用。

卫星观测到的表观反射率既是气溶胶光学厚度的函数,又是下垫面反射率的函数,如果已各了下垫面地表反射率并且已经得各了本地气溶胶模型,就可以通过辐射传输模型模计算出气溶胶光学厚度。

本地气溶胶模型可以查阅气象资料推算,也可以根据辐射传输模型中的默认模型设置。

而下垫面地表反射率目前一般通过暗目标法计算。

2.2 暗目标的选取由于地表的非均一性及陆地上空的气溶胶的空间分异性,反演陆地上空的气溶胶光学厚度较反演海洋上空气溶胶光学厚度更为复杂。

Kaufman通过大量的观测实验指出[6],由于植被在红光波段与蓝光波段对太阳光强烈的吸收,地表浓密植被在0.62~0.67(MODIS第1通道)反射率以及0.46~0.48(MODIS第3通道)反射率与2.1~2.6(MODIS第7通道)反射率呈较好的线性关系。

由于气溶胶主要影响的短波波段的地表反射信号,在一般情况下可认为2.1~2.6(MODIS第7通道)几乎不受气溶胶影响,即在MODIS第7通道,地表反射率与卫星表观反射率相等。

根据MODIS第1通道、第3通道与第7通道的线性关系可以计算出这两个波段的地表反射率[4]。

为了有效反演1km分辨率MODIS AOD产品,首先需要采用较10km分辨率AOD产品更为严格的去云算法,即只有严格清洁的像元方可被作为暗像元进行处理。

且只在当 2.1μm中红外波段的表观反射率满足判据时,确定0.47μm和0.66μm的波段地表反射率及:。

为使云团残余和表面污染的影响最小化,将选取的暗像元进一步处理,剔除其中50%最亮的像元及20%最暗的像元,确定暗像元及其对应的地表反射率值。

假定当地气溶胶模型在一定时间内不变,利用预设的气溶胶模型及确定的地表暗目标反射率值,利用6S建立多维查找表,可以计算出1km分辨率MODIS AOD产品。

3 反演结果与分析本文反演了2001年4月顺义遥感综合实验期间的1km分辨率MODIS AOD产品,并与之与NASA发布的10km分辨率AOD产品进行了对比。

Figure 1. MODIS 10-km AOD of Beijing图1. 北京地区MODIS 10km分辨率AOD产品3.1 反演AOD产品对比分析图1表示反演得到的北京地区2001年4月17日MODIS 10km AOD产品,结果显示在北京城区的气溶胶光学厚度较高,MODIS 10-km分辨率气溶胶光学厚度产品基本可以反映北京地区气溶胶光学厚度由南向北递减,由城区向郊区递减的规律。

图2表示反演得到的北京地区2001年4月17日MODIS 1km AOD产品。

结果显示北京地区气溶胶光学厚度整体偏高,除在城区地区气溶胶光学厚度均超过1以外,在密云水库附近以及官厅水库附近的延怀盆地也出现了气溶胶光学厚度的较大值。

本文所得1kmAOD产品与NASA发布的10km AOD产品的值域分别为0~1.44和0.06~1.25,两者反演结果取值范围较为接近,说明1km产品与1-kmAOD产品在反演结果上具有较好的对应性。

Figure 2. MODIS 1-km AOD of Beijing图2. 北京地区MODIS 1km分辨率AOD产品在气溶胶光学厚度最大值产生的地方,如北京市城区,延怀盆地地区,10km AOD产品较1km产品会低估气溶胶光学厚度值0.1~0.2,最大可达0.5左右。

由图1及图2对比可知,1km产品比10km产品的空间分异性更为明显,可能更加适合于分析局部气溶胶分布,而10km 产品更适合于大尺度宏观分析。

3.2 反演AOD与地面光度计值验证EOS Terra星在北京上空过境时间一般在上午10点至11点之间,为了比较MODIS反演的1km与10km气溶胶光学厚度产品与在地面太阳光度计所测之值之间的误差,选取太阳光度计在实验日期内10点至11点所测之气溶胶光学厚度与MODIS反演的气溶胶光学厚度进行比较。

结果如图3所示。

Figure 3. Comparison of retrieval AOD and measured data by sunphotometer图3. 反演AOD与地面光度计测量值对比图从图中可知,在4月1日地面太阳光度计测量值与MODIS反演值有较大的误差,可能是仪器出现故障或因卷云的影响而造成的。

而在4月1日,10km分辨率MODIS气溶胶光学厚度产品与地面太阳光度计测量误差较大,4月15日则是1km分辨率MODIS气溶胶光学厚度产品与太阳光度计误差较大,在其他时间序列中,MODIS反演的气溶胶光学厚度与地面太阳光度计之值相差较小,可见无论是10km分辨率MODIS气溶胶光学厚度产品与1km分辨率气溶胶光学厚度产品都与真实值有较好的吻合度,反演精度都较高。

但在图3中并无法分别出10km分辨率MODIS气溶胶光学厚度产品与1km分辨率气溶胶光学厚度产品之间的优劣,其原因是在实验进行的4月,北京地区地表植被长势尚不良好,对于暗像元的第一优先级的选取数量并不够多,导致第二第三优先级的暗像元数量增加,使得反演的气溶胶光学厚度的精度受到很大的影响。

因此后续实验尚需在地表植被长势良好的时候进行相关实验并进一步验证两者之间的精度。

4 结论MODIS 10-km分辨率AOD产品已经广泛运用在大气校正中,并在全球变化监测中发挥着具大的作用。

但由于气溶胶在空间上分异明显,10km里尺度内气溶胶变化已经较大,且10-km分辨率AOD产品是对10km * 10km尺度内的所有无云像素所计算的气溶胶光学厚度产品进行的平均,平滑了在10km范围内的气溶胶光学厚度的剧烈变化。

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