基于DT和DB算法的关中地区冬季气溶胶光学厚度反演研究

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1、分类号:P407学校代码：10697密级:公开学号：201531598硕士专业学位论文DissertationfortheProfessionalDegreeofMaster基于DT和DB算法的关中地区冬季气溶胶光学厚度反演研究学科名称：环境工程专业学位类别：工程硕士作者：周永芳指导老师：王旭红教授西北大学学位评定委员会二〇一八年六月ResearchonWinterAerosolOpticalThicknessRetrievalinGuanzhongAreaBasedonDTandDBAlgorithmsAthesi

2、ssubmittedtoinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinEnvironmentalEngineeringByZHOUYongfangSupervisor:WANGXuhongProfessorJun2018西北大学学位论文知识产权声明书本人完全了解西北大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印Z件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。本人授权西北大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关

3、数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所等机构将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》或其它相关数据库。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日----------------------------------------------------------------------------------------------西北大学学位论文独创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的

4、研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：年月日摘要摘要随着经济发展和城市化进程不断加快环境问题愈发严重，许多地区频频遭遇罕见的连续高强度大气污染。为了满足区域性连续监测气溶胶的要求、完成更高效的气溶胶科学监测、更精准快速的分析和预报气溶胶扩散趋势，需要将遥感反演监测气溶胶的方法于地基监测方法相结合组

5、成完整的“天地”一体化监测体系。应用暗像元法和深蓝算法分别对关中地区冬季气溶胶进行反演，通过与MODIS气溶胶产品和地基监测站数据进行精度验证，分析两种反演算法在关中地区的适用性。旨在提供高精度的实时气溶胶连续监测办法，为区域性气溶胶监测、污染源揭示、扩散趋势预测提供更高效准确的方法。研究中涉及的主要内容包括暗像元反演算法的优化、暗目标的确定、深蓝算法代码编写、深蓝算法地表反射率库的构建。主要取得了以下研究成果：（1）完成暗像元算法的优化，提高反演效率，完成暗像元法对关中地区气溶胶的反演，其结果表示暗像元法反演结果虽

6、然在大趋势上与气溶胶产品以及地面测站数据吻合，但其反演精度较低，不适用于精度较高的气溶胶定量反演。但是其优势在于反演流程简单、需要的数据易获取，在气溶胶监测应用中，能够使用暗像元方法完成简单的趋势分析、模拟大气污染物的扩散路径。（2）编写深蓝算法代码，完成基于深蓝算法的关中地区的气溶胶反演，结果表明，深蓝算法在关中地区冬季气溶胶反演中具有良好的适用性，反演结果相比暗像元反演结果更连续，精确度更高。与气溶胶产品和地基测站数据之间均具有较高的线性拟合度。将此方法用于监测关中地区冬季气溶胶状况，能够弥补地基监测方法的不足，

7、对关中地区冬季气溶胶进行连续观测，反应关中区域气溶胶的分布情况以及污染物的扩散过程，对连续天雾霾过程完成污染源追踪和扩散预警可以用于关中地区冬季气溶胶的连续监测。（3）在总结两种反演方法的基础上对反演结果进行误差分析，继而探讨了影响反演精度的主要原因以及对应的解决办法。并使用深蓝算法对关中地区冬季连续天雾霾过程中的AOD进行反演，分析关中地区气溶胶的分布情况以及连续天雾霾过程中气溶胶的扩散模式，并且与风向数据结合，分析了风向对气溶胶扩散的影响。遥感技术反演气溶胶光学厚度的方法与地基监测方法相比有明显的优势，可以高效完

8、成气溶胶的科学监测，精准快速分析预报气溶胶扩散趋势，对有关部门及时监测、预警和改善空气污染问题具有十分重要的指导意义。关键词：暗像元法，深蓝算法，气溶胶光学厚度，大气辐射传输模型，AOD空间格局演变I西北大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTWiththeacceleratingeconomicdevelopmentandurba