融合多源观测数据的区域气溶胶光学厚度反演及精度评价

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1、国内图书分类号：X87密级：公开国际图书分类号：528西南交通大学研究生学位论文融合多源观测数据的区域气溶胶光学厚度反演及精度评价年级二零一五级姓名肖雪申请学位级别工学硕士专业测绘科学与技术指导老师曹云刚副教授二О一八年五月ClassifiedIndex:X87U.D.C:528SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisAEROSOLOPTICALDEPTHINVERSIONANDACCURACYEVALUATIONBASEDONMULTI-SOURCEOBSERVATIONDATAGrade:201

2、5Candidate:XIAOXueAcademicDegreeAppliedfor:Master’sDegreeMajor:GeomaticsScienceandTechnologySupervisor:AssociateProf.CAOYungangMay.2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要近年来，随着本国经济的快速发展，导致空气质量急剧下降，从而引起了人们的高度重视，其中，大气污染物是导致空气质量下降的主要原因之一，因此，对大气污染物的监测和分析至关重要。由于地基监测难以实现对气溶胶的区域性监测，而卫星遥感监测能弥补地基监测的不

3、足，实现对气溶胶观测的空间连续性。但目前现有的单一遥感卫星数据存在时间分辨率与空间分辨率相互制约的问题，难以实现较高空间分辨率数据在时间上的连续性，因此，为了解决现有气溶胶光学厚度反演的遥感数据源问题，本文通过对比和验证单一遥感数据和多源观测数据的气溶胶光学厚度反演精度，旨在初探多源观测数据在气溶胶光学厚度反演方面的适用性。基于此，本文的主要研究内容及相应的研究结果如下：(1)对比现有时空融合算法的优缺点，选择更能真实表达地表信息的CDSTARFM时空融合模型进行数据融合，并将获得的多源观测融合数据集作为反演气溶胶光学厚度的数据源之一。(2)查找表

4、的构建是反演气溶胶光学厚度的重要部分，为了保证查找表的精度，结合研究区域的地理位置特征和下垫面类型，分别对4个研究区域进行6S模型的参数敏感性分析，根据分析结果将4个研究区域的气溶胶类型均设置为大陆型气溶胶。(3)分别对MODIS数据和Landsat8数据进行气溶胶光学厚度反演，并借助AERONET气溶胶观测数据对比和评价反演结果。结果表明：Landsat8数据的反演精度优于MODIS，空间分辨率的提高有利于提高城市地表区域的气溶胶光学厚度反演精度。(4)结合AERONET气溶胶观测数据，对多源观测融合数据的气溶胶光学厚度反演结果进行精度评价，初探

5、多源观测融合数据在气溶胶光学厚度反演方面的适用性。结果表明，在CDSTARFM时空融合模型和传统暗目标算法等多种假设条件下，植被覆盖率较低的城市地表区域所获得的高时-空融合数据可用于气溶胶光学厚度反演，其精度优于MODIS数据。此外，对Beijing_CAMS站点多源观测融合数据的反演结果分不同季节进行对比和验证可知，春、秋季节多源观测融合数据的气溶胶光学厚度反演精度优于夏、冬季节。关键词：气溶胶光学厚度；时空融合；暗目标算法；MODIS；Landsat8西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractInrecentyears,withth

6、erapiddevelopmentofChina'seconomy,theairqualityhasdrasticallydecreased,whichhascausedpeople'sgreatattention.Amongthem,atmosphericpollutantsareoneofthemajorcausesofairqualitydegradation.Therefore,themonitoringandanalysisofatmosphericpollutantsisimportant.Owingtogroundmonitoring

7、isunabletomonitoraerosolsregionally,butthesatellitemonitoringcanmakeupfortheweaknessofgroundmonitoringtorealizethespatialcontinuityofaerosolobservations.However,theexistingsinglesatellitedatahastheproblemofmutuallimitationoftemporalandspatialresolution,anditisdifficulttoachiev

8、etemporalcontinuityforhigherspatialresolutiondata.Therefore,i