[發(fā)明專利]一種基于MODIS數(shù)據(jù)反演城市大氣氣溶膠光學(xué)厚度的方法

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• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN104019753A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范嬌
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06;G01S7/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于MODIS數(shù)據(jù)反演城市大氣氣溶膠光學(xué)厚度的方法，其特征在于包含以下步驟：

1)根據(jù)6S大氣輻射傳輸方程，建立數(shù)學(xué)模型計(jì)算四種基本氣溶膠沙塵性、水溶性、海洋性以及煤煙性的體積比濃度，得到自定義的氣溶膠類型。具體為，令沙塵性氣溶膠體積比濃度為v₁，水溶性氣溶膠體積比濃度為v₂，海洋性氣溶膠體積比濃度為v₃，煤煙性氣溶膠體積比濃度為v₄，其中v₄＝1-(v₁+v₂+v₃)；根據(jù)待反演城市的特征，分別確定v₁、v₂、v₃、v₄的臨界值，設(shè)v₁的最小值為v_1min，v₁的最大值為v_1max，v₂的最小值為v_2min，v₂的最大值為v_2max，v₃的最小值為v_3min，v₃的最大值為v_3max；MODIS數(shù)據(jù)中衛(wèi)星觀測的表觀反射率在1波段(660nm)下為ρ₀，將v₁從v_1min到v_1max進(jìn)行遞增迭代，將v₂從v_2min到v_2max進(jìn)行遞增迭代，將v₃從v_3min到v_3max進(jìn)行遞增迭代，并根據(jù)v₄的表達(dá)式得到v₄的值，將每一組v₁、v₂、v₃、v₄的值帶入6S大氣輻射傳輸方程分別計(jì)算在660nm下的衛(wèi)星反射率ρ₁，計(jì)算ρ₀與ρ₁的差值的平方，此數(shù)據(jù)用ε表示，將ε與對應(yīng)的v₁、v₂、v₃、v₄的值都記錄下來；當(dāng)v₁、v₂、v₃都達(dá)到1時迭代完畢。從記錄的所有數(shù)據(jù)中取出ε最小的200萬組數(shù)據(jù)，取這200萬組數(shù)據(jù)對應(yīng)的v₁的平均數(shù)作為自定義的氣溶膠類型中沙塵性氣溶膠體積濃度；取這200萬組數(shù)據(jù)對應(yīng)的v₂的平均數(shù)作為自定義的氣溶膠類型中水溶性氣溶膠體積濃度；取這200萬組數(shù)據(jù)對應(yīng)的v₃的平均數(shù)作為自定義的氣溶膠類型中海洋性氣溶膠體積濃度；取這200萬組數(shù)據(jù)對應(yīng)的v₄的平均數(shù)作為自定義的氣溶膠類型中煤煙性氣溶膠體積濃度。

2)根據(jù)MODIS數(shù)據(jù)中2.1μm通道的地表反射率與紅、藍(lán)通道的地表反射率的關(guān)系，得出紅、藍(lán)通道的地表反射率的估算值。

3)根據(jù)6S大氣輻射傳輸方程，結(jié)合步驟1中的氣溶膠類型，分別建立紅通道下氣溶膠光學(xué)厚度查找表和藍(lán)通道下氣溶膠光學(xué)厚度查找表；具體的，查找表中，氣溶膠光學(xué)厚度從0.00到2.50之間迭代，地表反射率從0.00到0.10之間迭代。

4)對查找表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行三次樣條插值，得出指定地表反射率下的氣溶膠光學(xué)厚度，完成大氣氣溶膠光學(xué)厚度反演。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于MODIS數(shù)據(jù)反演城市大氣氣溶膠光學(xué)厚度的方法，其特征在于：所述的步驟1)中v₁、v₂、v₃遞增迭代的步長均為0.001。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于MODIS數(shù)據(jù)反演城市大氣氣溶膠光學(xué)厚度的方法，其特征在于：所述的步驟1)中通過6S大氣輻射傳輸方程計(jì)算在660nm下的衛(wèi)星反射率ρ₁時，方程中氣溶膠光學(xué)厚度取為太陽光度計(jì)觀測的氣溶膠光學(xué)厚度。

4.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種基于MODIS數(shù)據(jù)反演城市大氣氣溶膠光學(xué)厚度的方法，其特征在于：所述的步驟3)所建的兩個查找表中，氣溶膠光學(xué)厚度的迭代步長為0.05，地表反射率的迭代步長為0.01。