基于高分四号卫星的杭州气溶胶光学厚度反演
--------文献综述
摘 要：大气气溶胶是由大气介质和混合于其中的固体或液体颗粒物组成的体系。由于它是由不同相态物体组成,虽然其含量很少,但对大气中发生的许多物理化学过程都有重要的影响。例如,气溶胶对太阳辐射的吸收,从而影响到地气系统的能量平衡;大气气溶胶还起到云凝结核的作用;大量的气溶胶颗粒有可能使云滴的数密度增加。而气溶胶反演可以通过测量入射辐射的变化反演气溶胶粒子特性,通过气溶胶粒子特性可以研究气候变化等气候特征。因此国内外很多学者和机构都在加大对气溶胶反演方法的研究力度和改善力度。本文基于高分四号影像简述国内外的气溶胶反演的的进展情况。
关键词：气溶胶反演； 高分四号影像； 研究进展； 遥感
一、前言
大气气溶胶远在大气当中，看似离我们很远，其实与我们的生活息息相关。大气气溶胶是由大气介质和混合于其中的固体或液体颗粒组成的多相体系，大小范围大约为几纳米到几时微米。在空气污染物中的气溶胶粒子占非常大的比例，而这些大气中的气溶胶粒子不仅仅会影响甚至危害人们的健康，同时对监测全球气候变化、遥感分析以及地气系统的辐射收支等很多方面都有重要影响[1]。
本研究基于高分四号影像来对气溶胶进行反演，而高分四号影像来源于高分四号卫星，高分四号卫星是我国发射的一颗高分辨率卫星，相比其他卫星有着巨大的优势：有效载荷包含5000m可见近红外凝视相机和400m中波红外凝视相机，可定时定位或者机动灵活地进行连续观测[2]，其影像更是具有较高分辨率。
本文针对这次研究，通过查阅文献和资料，着重简述了国内外对于基于高分影像对气溶胶进行反演的研究进程、研究现状和研究方法。
二、研究方法
由于利用不同的数据和不同的区分方法，气溶胶的反演方法有多种多样，但大体上可分为5类: 单通道和多通道法、基于对比度差异的空间结构法、基于多角度数据的反演方法、基于偏振数据的反演方法和基于星载激光雷达数据的反演方法[3]。
（一）单通道和多通道法
根据上述反演原理可知，如果地表反射率在众多反射率当中占据了较大比例的时候，那么影响表观反射率的主要因素就是来自于地表的反射率；反之如果地表的反射率占比重较小的话，那么表观反射率的值的大小就取决于大气气溶胶的反射率。如果在地表反射率占比重比较小的情况下进行气溶胶反演，结果会相对准确[4]。因此，单通道和多通道反演方法大部分都是选择与大气气溶胶具有较强相互作用的红( 0.60~0.68mu;m) 和蓝(0.40~0.48mu;m) 通道和暗地表进行的。其中单通道算法是通过假定气溶胶光学厚度与表观反射率近似成线性关系，以实现对气溶胶的反演；双通道算法则利用气溶胶在不同通道的显著差别，通过比较2个通道之间的比值来反演气溶胶的[4]。随着时间的推移，又出现了极为具有代表性的多通道气溶胶反演方法：暗像元算法和深蓝算法。
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