基于插值模型的京津冀典型地区气溶胶光学厚度变化研究

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1、中图分类号：K903密级：公开UDC：900学校代码：10094硕士学位论文（学历硕士）基于插值模型的京津冀典型地区气溶胶光学厚度变化研究ResearchonAerosolOpticalDepthchangebasedoninterpolationmodelofBeijing-Tianjin-Hebeitypicalregion研究生姓名：郝彦莉指导教师：王卫教授学科专业：自然地理学研究方向：资源评价与可持续利用论文开题日期：2014年9月1日二〇一五年三月十五日中图分类号：K903密级：公开UDC：900学校代码：10094硕士学位论文（学历硕士）基于插值模

2、型的京津冀典型地区气溶胶光学厚度变化研究ResearchonAerosolOpticalDepthchangebasedoninterpolationmodelofBeijing-Tianjin-Hebeitypicalregion作者姓名：郝彦莉指导教师：王卫教授学科专业：自然地理学研究方向：资源评价与可持续利用论文开题日期：2014年9月1日I学位论文原创性声明本人所提交的学位论文《基于插值模型的京津冀典型地区气溶胶光学厚度变化研宄》’是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的原创性成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或

3、撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中标明。本声明的法律后果由本人承担。论文作者（签名）：年J月防曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解河北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在年解密后适用本授权书）摘要大气气溶胶通常是指悬浮于大气中的微小粒子，粒径范围可以从0.001微米至几十微米，它对短波辐射和长波辐射的传输过程及降水过程的影响作

4、用，使得其在地球大气辐射收支平衡和全球气候变化中扮演着重要的角色。近年来，许多大中型城市的大气气溶胶已经成为了空气污染的主要物质，气溶胶中的可吸入颗粒物被吸入之后，会引发多种疾病，影响人类的身体健康。尽管地面监测站点可以对气溶胶粒子进行监测，但是站点较分散，难以全方位监测气溶胶的时空变化，MODIS在监测气溶胶光学厚度方面具有独特的优势，极大的弥补了地面监测的不足。作为气溶胶最基本的光学特性之一，气溶胶光学厚度是度量大气中气溶胶颗粒对太阳辐射的反射、散射和吸收作用的一个物理量，直接影响太阳辐射在大气中的传播，是确定气溶胶气候效应的一个关键因子，常被用于气溶胶的

5、变化特征和区域气候效应的研究。但是如果遇到多云下雨暴雪等天气，无法获取地面的遥感影像；或者在数据处理不当，都会造成一些数据的短缺。本文使用MODIS大气二级标准产品数据-气溶胶光学厚度产品（MODIS04-L2）为基础数据，研究区范围是京津冀地区，时间尺度为2009年-2013年每年的10月份，空间分辨率为10km,以ENVI和ARCGIS为技术平台，探索出了一条对对遥感反演的AOD缺值数据的插值研究的新途径。根据地貌条件把京津冀地区分为六个地区：坝上高原区、西北部山区、东北部山区、太行山区、沿海平原区和内陆平原区，以2009和2010年两年10月份的MODI

6、S气溶胶光学厚度数据为基础，分别在每个区域选取样本点做出了每日的区域平均值，得到了六个区域的10月份AOD随时间的变化趋势图，发现6个区域的波动趋势大致相同，以7～9号和23～25号为波峰，向两侧递减，存在一定的波动规律。根据AOD的日变化规律，制定了七个标准的插值原则，利用IDL语言编程建立时间序列的趋势线插值模型，从而插值得出2009年-2013年10月份的京津冀平原区每日的气溶胶光学厚度图像。与原始图像相比，插值结果图像整体变化趋势一致，但是存在小部分的明显偏大或者偏小的结果。然后以单日的气溶胶光学厚度图像为基础，使用逐像元平均的方法分别计算得出原始图像

7、和插值图像的京津冀平原区10月份的月均值，研究表明，空间上原始图像与插值图像的AOD变化趋势基本相同，从西北向东南递增；时间上从2009年开始AOD逐渐IV增大，2012年最为严重，2013年有所下降；5年中AOD区域均值相差最高为0.02，差值较小，插值结果比较好。最后本文提取了京津冀平原区内部十个城市的AOD，对该区AOD的空间分布规律进行了分析，分析结果表明京津冀平原区的高值城市为邯郸市、沧州市、衡水市，以这三个城市画条直线，包括这三个城市在内的这条直线的东南部为高值区；中值城市廊坊市、唐山市、天津市主要位于京津冀平原区的东北部；该区的西部城市包括邢台市

8、、石家庄市、保定市和北京市为低值城市。