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基于时间序列技术的NOAA/AVHRR陆地气溶胶遥感反演研究

批准号:
41271371
项目类别:
面上项目
资助金额:
75.0 万元
负责人:
薛勇
学科分类:
遥感科学
结题年份:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
光洁、伍朝琳、李英杰、梅林露、杨磊库、徐慧、侯婷婷、李驰、何兴伟

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
大气气溶胶是地气辐射平衡的重要影响因子。利用卫星观测资料能够反演气溶胶的时空分布,进而为研究气候变化提供支持。AVHRR是唯一能够提供30年对地观测资料的卫星传感器。由于AVHRR传感器通道有限,其在陆地气溶胶反演方面进展缓慢,难以提供全球产品。本研究将针对AVHRR传感器特点,建立地气耦合的气溶胶光学厚度遥感反演模型,利用时间序列技术实现地气分离,同时获得陆地气溶胶光学厚度和地表二向性反射参数。为解决气溶胶遥感反演中类型参数确定的难题,本研究将基于地面长年观测资料和其他辅助数据,建立AVHRR陆地气溶胶反演先验知识库。通过选取不同实验区进行反演测试,评价反演算法的适用性和反演精度,之后应用于中国地区大尺度气溶胶光学厚度产品样例生产。通过本项研究建立的基于时间序列技术的AVHRR陆地气溶胶遥感反演算法,有望实现30年中国地区的气溶胶产品生产,进而为全球气候变化研究提供必要的数据支撑。
英文摘要
Atmospheric aerosols play an important role in the radiation balance and global climate changing. Satellite remote sensing is an effective method to obtain aerosol's spatial and temporal distribution. Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) is the only sensor which can provide the Earth observation datasets as long as 30 years. However, it is difficult to retrieve aerosol over land and provide the global products because of the band limitation of AVHRR sensor. In our study, we will focus on modeling and inversion from AVHRR data. Aerosol optical depth and bidirectional reflectance distribution function (BRDF) parameters will be retrieved by a new time series technique. To determined aerosol's type, prior knowledge is needed. We will test our algorithm over many different sites. After evaluating the accuracy and feasibility of our algorithm, we will apply it to AVHRR data for the generatation of aerosol product over China. From our study, it is possible to get aerosol datasets over 30 years and support the climate changing study.
AVHRR能够提供将近40年连续且全球覆盖的卫星数据,对于研究气溶胶属性长时间变化趋势有着其他卫星传感器无法替代的重要作用。由于海洋表面反射率较低且空间变化较小,海洋表面信号弱对卫星信号贡献小且稳定,使得基于AVHRR反演的气溶胶产品局限于海洋上空。而陆地地表反射率空间上不均一,时间上不稳定等因素限制了陆地气溶胶反演研究的发展。本研究针对AVHRR传感器特点,建立了地气耦合的气溶胶光学厚度遥感反演模型,利用不同方案实现地气分离,达到获取气溶胶光学厚度的目的。AVHRR发射前进行了实验室定标,发射升空后,运行环境(失重、真空、温度和光照等条件的剧烈变化)和发射前截然不同,导致传感器相应也发生很大变化,且传感器在长期的运行过程中也会发生衰减,继续应用发射前的定标系数会产生很大的误差,且随着运行时间的增加定标误差会增大。本研究使用国际通用的七个恒定目标,以高质量SeaWiFS数据为参考,实现了对目前所有16颗搭载AVHRR传感器,覆盖30余年的可见光/近红外通道数据的重定标,生产了AVHRR 30余年重定标数据集。为解决气溶胶遥感反演中类型参数确定的难题,本研究基于地面长年观测资料和其他辅助数据,建立了AVHRR陆地气溶胶反演先验知识库。采用时间序列技术与构建波段关系的方法,分别构建了陆地气溶胶反演模型LABITS与ALAD。选取不同实验区进行反演测试,评价反演算法的适用性和反演精度,之后应用于气溶胶光学厚度产品样例生产。最后,应用本研究建立的LABITS算法生产了中国区2008年陆地气溶胶与地表反射率产品,应用ALAD算法于AVHRR重定标数据集生产了中国华北地区与欧洲中部地区自1980年30余年陆地气溶胶产品,进而为全球气候变化研究提供必要的数据支撑。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Retrieval of aerosol optical depth over land surfaces from AVHRR data
从 AVHRR 数据反演陆地表面气溶胶光学深度
DOI: 10.5194/amt-7-2411-2014
发表时间: 2013-02
期刊: Atmospheric Measurement Techniques
影响因子: 3.8
作者: [Kokhanovsky A. A., von Hoyningen-Huene W., de Leeuw G., Burrows J.P.]
通讯作者: Burrows J.P.
DOI: 10.1109/lgrs.2014.2303317
发表时间: 2014-02
期刊: IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters
影响因子: 4.8
作者: [Leiku Yang;Yong Xue;J. Guang;H. Kazemian;Jiahua Zhang;Chi Li]
通讯作者: Leiku Yang;Yong Xue;J. Guang;H. Kazemian;Jiahua Zhang;Chi Li
Can satellite-derived aerosol optical depth quantify the surface aerosol radiative forcing?
卫星气溶胶光学深度可以量化表面气溶胶辐射强迫吗?
DOI: 10.1016/j.atmosres.2014.07.008
发表时间: 2014-12
期刊: Atmospheric Research
影响因子: 5.5
作者: [Ceamanos, Xavier, Roujean, Jean-Louis, Carrer, Dominique, Xue Yong]
通讯作者: Xue Yong
High-Throughput Geocomputational Workflows in a Grid Environment
网格环境中的高吞吐量地理计算工作流程
DOI: 10.1109/mc.2015.331
发表时间: 2015-11-01
期刊: COMPUTER
影响因子: 2.2
作者: [Liu, Jia, Xue, Yong, He, Xingwei]
通讯作者: He, Xingwei
10
    城市下垫面大气气溶胶多尺度遥感定量反演建模研究
    基于网格计算平台的MODIS数据气溶胶快速监测建模与中间件研究
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