基于MODIS的华东地区气溶胶光学厚度时空变化特征分析

选用2001年1月-2015年12月MODIS数据,运用线性趋势等方法研究华东地区气溶胶光学厚度(AOD)的变化特征及影响因素。结果表明,2001-2015年华东地区AOD平均值变化范围在0.4~0.7之间,且呈现递减趋势。山东省西部、安徽省北部及江苏省AOD相对较高;福建省、浙江省南部及江西省南部地区AOD较低。华东地区气溶胶最低值出现在12月,最高值出现在6月;虽然冬季AOD变化趋势增长较高,但最高值仍出现在夏季。AOD主要受地形、NDVI、风速及人类活动等因素的影响,地形、NDVI、风速均与AOD呈负相关。     

基于环境一号卫星的气溶胶光学厚度反演技术研究

基于环境一号卫星(HJ-1)遥感观测数据,采用改进的暗目标算法和深蓝算法分别对暗像元、亮像元地表的气溶胶光学厚度(AOD)进行反演,并将其结果与MOD04产品对比。结果表明:二者反演的AOD空间变化特征较一致,相关系数达0.874,HJ-1星反演结果有更高的空间分辨率。当AOD值0.2时,HJ-1星反演结果可靠性较低;当AOD值在0.2~0.8之间时,HJ-1星CCD相机反演气溶胶的结果与MOD04产品最相近,二者相对误差10%;当AOD值在0.8~1.5之间时,HJ-1星反演结果相对MOD04产品显著偏高;当AOD值1.5时,HJ-1星反演结果相对MOD04产品偏低。     

2000—2019年常州市MODIS气溶胶光学厚度时空变化特征研究

利用2000—2019年TERRA和AQUA相结合的气溶胶光学厚度(AOD)产品数据,从时间和空间角度分析了常州市AOD的变化特征。结果显示：(1)2012—2019年常州市PM_2.5与AOD年均值的相关系数为0.898,表明AOD产品适用于常州市气溶胶污染年际变化研究。(2)2000—2019年常州市AOD年均值范围为0.463～0.688,平均值为0.627。其中,2000—2007年常州市AOD年均值整体呈上升趋势,2011—2019年呈下降趋势。常州市AOD的月变化趋势呈倒“U”形,特征最高值出现在6月,最低值出现在12月。常州市AOD有明显的季节变化特征,夏季最高,冬季最低。(3)常州市AOD高值主要分布在西部的溧阳市金坛区,北部的新北区也存在少量高值分布。(4)通过Moran指数发现,常州市Moran指数均大于零,表明各年份AOD均呈集聚状态。2000—2010年常州市AOD的空间集聚程度较高,2010年以后的空间集聚效应逐渐减弱。空间热点分析表明,2011—2019年常州市AOD高值集聚区域相比2000—2010年有所减少,冷点集聚区域有所增加,AO...     

能见度分级约束下的大气气溶胶光学厚度特征

利用ＰＩＳ太阳光谱仪观测了北京地区１９９３年３月—１９９５年３月晴天和少云天气的太阳直接辐射光谱,波长范围为０．４０－１．０４μｍ。光谱分辨率１．２５ｎｍ,共有１０６４组数据。观测期间,将地面能见度分为五级。由太阳直射谱获得了各能见度下大气气溶胶光学厚度谱。研究表明,北京地区大气气溶胶光学厚度虽然其总体季节统计规律为春夏大,秋冬小,然而,当加入能见度分级约束后,各能见度下气溶胶光学厚度的季节变化,近于消失。这表明少数“反常”垂直结构不影响能见度分级的平均结果。而不分级的光学厚度季节起伏主要由各季节的几率能见度决定。文中还把年平均五种能见度下的光谱光学厚度与ＬＯＷＴＲＡＮ模式作了对比。由光学厚度谱反演出了气溶胶粒子谱分布,为建立我国北方局地气溶胶模式构造了基本框架     

长三角卫星气溶胶光学厚度的空间插值研究

以长三角为研究区域,从数据采样密度、实测数据和空间分布等方面探讨空间插值方法插补气溶胶光学厚度(AOD)的适用性。研究结果表明,随着采样密度降低,AOD空间插值结果与原始影像的拟合优度R²呈幂函数递增,拐点在5%附近,自然邻域插值法表现最好;插值后卫星AOD有效数据天数比例提高到约70%,相关系数R>0.8,年均值由0.48升高到0.66,从西北往东南逐渐减低。标准差由0.27升高到0.38,从北往南逐渐降低;有效数据天数比例随降水量由南到北递减呈现相反递增趋势,水面和山地有效数据天数比例低。数据采样密度为5%时,插值结果与原始影像的空间自相关、标准差和均值的相关系数分别为0.74、0.73和0.69。     

基于EOS/MODIS影像的青海省一次典型沙尘事件遥感监测研究

基于2012年11月至12月上午轨道星Terra共7景MODIS数据,对影响青海省的一次典型沙尘事件进行研究。结果表明,沙尘天气始于2012年11月18日,在12月1日及2日达到高峰,持续到12月18日趋于减弱;沙尘天气影响区域范围较广,主要影响省域西北、东北地区,面积占省域面积的11.26%至43.36%;沙尘天气扩散趋势与路径整体上由西北向东北地区,东部人口密集区沙尘天气出现时间相对西北地区、青南高原地区出现滞后。     

风云三号卫星气溶胶光学厚度产品的适用性验证

利用长三角地区浦东、东滩、太湖3个测站的太阳光度计CE318地基遥感观测得到的气溶胶光学厚度(AOD)数据对风云三号气象卫星FY-3A/B MERSI反演的550 nm波长AOD进行有效性验证。结果表明,FY-3A的反演结果相关系数高于0.96,仅有20%的样本表现出较大的偏差。FY-3B的相关系数最高为0.77,均方根误差(RMSE)最大为0.35。太湖站点的相关系数比浦东大,说明MERSI的反演算法在太湖更适用。FY-3A/B MERSI反演结果总体上偏小,存在一定的系统偏差,主要由气溶胶模型的假设、设备标定、选择像素比例等原因造成。     

无锡市MODIS气溶胶光学厚度与PM_(2.5)质量浓度的相关性分析

将MODIS数据反演得出的气溶胶光学厚度与无锡市区实测得到的PM2.5质量浓度进行相关性分析,结果两者的直接相关性较低,相关系数为0.283 4。气溶胶光学厚度经垂直分布和湿度修正后,两者相关性显著提高,相关系数为0.565 9。虽然修正过程存在误差,相关性未达预期程度,但该方法得到的气溶胶光学厚度可作为PM2.5监测的有效补充。     

大气气溶胶地基光学遥感物联网系统研究

研究了大气气溶胶地基光学遥感物联网系统的设计问题.根据其应用特点从传感层、传输层、数据层、应用层这几个组成部分对系统进行了设计,并初步实现.测试表明:设计的大气气溶胶地基光学遥感物联网系统具有支持数据实时共享、无人值守运行、快速数据融合、环境参数在线显示、历史数据快速查询和分析、仪器远程管理维护等优点,可实现大气气溶胶特性的网络化和自动化观测,对研究气溶胶对环境和气候的影响具有重要应用价值.     

基于MODIS数据产品的桂林市气溶胶时空分布及变化特征分析

利用MODIS 3 km AOD原始数据,借助ENVI、Arc GIS等软件对桂林市AOD进行提取和插值,模拟该市AOD的空间分布特征,综合分析区域地形、NDVI与AOD分布的相关关系。结果表明:桂林市AOD空间分布受到地形的影响,AOD高值区出现在近乎封闭的桂林中部盆地和其他区域的谷地,地势高的区域AOD值较低;利用NCEP分析资料的风场数据,对比春节期间桂林市的AOD相对高值中心的变化,得出气溶胶的迁移和扩散方向与风向一致,静风时AOD相对高值中心更容易集中在中部盆地的城区。     

2015年世界田联赛期间北京地区气溶胶成分遥感分析

基于OPAC模型,利用太阳-天空辐射计观测,对2015年世界田联锦标赛期间（2015-08-02-2015-09-23）北京地区的气溶胶各成分：黑碳（BC）、可溶性成分（WASO）、不可溶性成分（INSO）、沙尘成分（DUST）进行定量反演研究。结果显示：赛会中的气溶胶光学厚度（0.37）明显小于赛会前（0.98）和赛会后（0.95）;赛会中BC、WASO、INSO、DUST质量浓度（6.3、14.8、60.9、66.0 μg/m³）明显比赛会前的质量浓度（10.9、49.1、86.5、290.1 μg/m³）和赛会后的质量浓度（9.6、148.8、112.8、143.8 μg/m³）低。利用气溶胶成分的离线分析技术验证了BC的反演结果,两者的相关性较好,r为0.93。气溶胶光学厚度及各成分质量浓度的变化说明赛会期间北京地区采取的保障措施对空气质量提升起到了较好的作用。     

基于光学遥测技术的合肥市气溶胶参数观测

为了解合肥市气溶胶光学特性参数,采用太阳光度计CE318对雾霾期间气溶胶进行监测并分析了气溶胶光学厚度(AOD)、Angstorm波长指数(α)、体积谱函数等气溶胶光学特性参数。同时采用多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)反演了雾霾期间二次气溶胶前体物NO2柱浓度并和固定点测量的颗粒物(PM)浓度进行了对比。分析表明,雾霾期间的气溶胶光学厚度比晴天高,且随波长的增加而减少。Angstorm波长指数在雾霾天气时平均值较高,表明合肥雾霾天气期间气溶胶粒子以细粒子为主。气溶胶前体物NO2浓度变化与雾霾天气空气中颗粒物含量(PM10、PM2.5等)变化一致性较好,表明二次气溶胶可能对气溶胶颗粒浓度有一定影响。     

Integration of Optical and Microwave Remote Sensing Data for Agricultural Land Use Classification

An agricultural land use classification of Oltrepo' Pavese region (in Northern Italy) is performed through integration of remote sensing data from optical and radar sensors. The source of optical data was a Landsat-TM image acquired on April 1994, while the source of microwave data was a contemporaneous image of the new radar sensor SIR-C/X-SAR which was flown on-board the Space Shuttle during an experimental mission over the chosen test site. Then, they were combined through calculation of the principal components of the multidimensional data sets and a final classification was carried out and compared with the classifications obtained from optical and radar recordings separately. Results showed remarkable improvement in the classification accuracy of seedbeds and uncultivated fields with radar recordings and of herbaceous crop type with integrated data. Potential ability of a multi-sensor classification and limits of a single-temporal approach are discussed.     

环境卫星CCD影像在太湖湖泛暗色水团监测中的应用

太湖地区2009年5月11日、2010年8月21日、2011年7月28日和2011年9月24日的环境卫星CCD影像显示,在太湖西部沿岸带、竺山湖等水域存在湖泛暗色水团现象。由于环境CCD缺少辅助反演气溶胶信息的2.1um波段,试验了基于空气自动监测子站获得的与环境卫星CCD成像时间接近的地面能见度测量数据进行FLAASH大气校正的方法,反演结果总体上符合水体光谱特征。提取了湖泛水体、对照水体阳区在CCD各波段的光谱反射率数据统计特征。结果表明,和对照水体相比,湖泛水体在环境卫星CCD的可见光—近红外波段具有较低的反射率,与人眼观察湖泛水色暗黑的感官一致,另一方面,湖泛水域由于仍有一定的藻类存在,在环境卫星CCD近红外（波段4 ）具有比可见光（波段3）略高的反射率,其规律与基于Landsat ETM的湖泛暗色水团遥感分析结果相一致。     

基于超级站多仪器联合观测的大气气溶胶遥感研究

大气气溶胶在气候变化、大气环境和人体健康等多个方面产生重要影响。遥感是获得气溶胶时空分布信息的重要手段,并且具有非破坏性、观测瞬时性、可获取整层大气信息等特点,因此在环保、气象等行业得到越来越多的应用。研究介绍了由多种监测仪器构成的中国科学院(北京)大气气溶胶遥感研究超级站的仪器配置、观测指标和相关研究方向,并阐述了其在4方面的具体应用:(1)针对沙尘、灰霾等典型过程的多仪器遥感联合观测;(2)将光学遥感拓展到气溶胶成分信息等前沿应用;(3)遥感获得近地面PM_(2.5)等环境关键参数的方法;(4)主被动结合的大气颗粒物垂直分布特性研究。通过超级站多仪器联合观测,可加强对大气气溶胶的全方位观测和分析,为环境研究提供综合数据支撑。     

天水市大气SO2浓度时空变化特征的卫星遥感监测与影响分析

大气卫星遥感监测作为一种新型监测手段,具有范围广、速度快、成本低等优势,对环境应急保护及其预警都具有非常重要的意义。选取天水市2006—2013年各年12月每日OMI level-2数据产品,利用Aura卫星技术和Arc GIS等技术平台,对天水市大气中SO_2的时空分布规律和污染原因进行了分析研究。结果表明:2006—2013年天水市SO_2柱浓度及其总量呈现出明显增加的趋势,但在2008年有小幅降低;在2008年以前,天水市SO_2浓度呈现出由东南向西北逐渐减少的趋势,但自2009年后污染重心发生迁移并且出现了数个集中化的SO_2高值区;研究区SO_2垂直柱浓度有自然因素、人类活动等多方面的复合影响,其中能源消耗及机动车尾气排放是主要影响因素。研究进一步讨论了遥感数据产品的应用前景。     

Landsat 8卫星OLI遥感影像在生态环境监测中的应用研究

利用美国2013年2月发射的Landsat 8卫星上运营性陆地成像仪OLI获取的太湖流域遥感影像数据,开展了其在大气能见度、蓝藻水华及建设用地等生态环境监测领域中的应用研究。研究表明,Landsat 8卫星向未来延续了Landsat系列的长时期对地观测能力,且观测性能有所优化,适合对区域能见度、湖泊蓝藻水华、生态系统格局等生态环境问题进行反演和分析,是生态环境监测的重要遥感信息源。     

天水市紫外吸收性气溶胶时空动态的遥感监测

采用OMI传感器的气溶胶产品,分析了2006—2015年中国西部城市天水市对流层紫外吸收性气溶胶的时空分布特征。结果表明:空间上,十年间天水市的吸收性气溶胶表现出从中部向周围依次减弱的南北向带状分布规律;季节变化呈现出秋冬季高于春夏季的规律;时间上,吸收性气溶胶指数(AI)从2006年的0.075增至2015年的0.506,年均值为0.28,年均增长率为57.5%;十年间出现2次阶段性增长和2次阶段性减小;AI年际变化与天水市地方总产值相关性为0.902,第一产业对其影响最大,第三产业影响最小。