MODIS土地利用数据在CALPUFF中的应用

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1、MODIS土地利用数据在CALPUFF中的应用下垫面(underlyingsurface)是指与大气下层直接接触的地球表面。大气圈以地球的水陆表面为其下界，称为大气层的下垫面。在模拟区域和污染源确定的情况下，下垫面参数是影响大气扩散最重要的参数，对污染物浓度预测结果影响很大。各大气质量模型都需要土地利用数据。1.AERMOD土地利用数据介绍在AERMOD模型中，下垫面参数通过粗糙度、反照率和波文比表示，共分有8中不同的土地利用类型，还可以根据气候情况干燥、半湿润和湿润来选取不同的参数，这些参数在导则附录中已按春夏秋冬四季给出明确数值。在使用AERMOD模型预测

2、中，由于一般情况下预测范围较小，我们手动设定其地表参数即可，将预测区域以原点为中心划分扇区，最多划分12个扇区，每个扇区的下垫面特征可以根据半径3km的情况进行确定。2.CALPUFF模型下垫面参数介绍CALPUFF模型中使用更多的参数来表述下垫面，下垫面参数采用粗糙度、反照率、反照率、土壤热通量、人类活动热通量和叶面积指数表示。土地利用类型基于美国地表土地利用分类系统，分为14种，土地利用类型及其参数见下表。土地利用类型描述粗糙度反照率波文比土壤热通量叶面积指数10城市1.00.181.50.250.220非灌溉农业用地0.250.151.00.153.0-

3、20灌溉农业用地0.250.150.50.153.030草地0.050.251.00.150.540林地1.00.101.00.157.051小水体0.0010.100.01.00.054港湾/河口0.0010.010.01.00.055大水体0.0010.100.01.00.060湿地1.00.100.50.252.061森林湿地1.00.10.50.252.062非森林湿地0.20.10.10.251.070荒地0.050.31.00.150.0580冻原0.20.30.50.15090雪地0.050.70.50.1502.1.GLCC土地利用数据介绍CA

4、LPUFF模型中所有参数均为网格化的，下垫面参数也不例外，故需要给每个网格赋值一个下垫面参数，CALPUFF考虑到我们给每个网格设置参数，在模拟网格数很多时，实在很不方便，而且在大多情况下我们也难于判断每个网格的下垫面，故它提供了一个前处理程序，程序可以读取预定格式的土地利用数据，给出每个网格的下垫面参数，CALPUFF官方怕我们找不到预定格式的土地利用数据更是贴心的给我们提供全球范围的土地利用数据，而且数据还是免费的，数据如下：数据集覆盖范围分辨率数据日期数据集关键字GlobalLandCoverCharacterization(GLCC)全球30秒（~1k

5、m）1997(Version1)1999(Version2)GLAZNA(北美)GLAZSA(南美)GLAZEU(欧洲)GLAZAS(亚洲)GLAZAF(非洲)GLAZAP(澳洲)NationalLandCoverData(NLCD)美国30m2011,2006,2001,1992NLCD92NLCDTFNLCD01USGSLandUseLandCover(LULC)美国1:100,0001:250,000Early1990sCTGCorine欧洲100m250m1990,2000,2006GEN石家庄庄为例，坐标采用UTM（北半球50区），范围60km*40

6、km。采用CALPUFF提供的预处理程序CTGPROCV2.684版本，得出结果如下：2.2MODIS数据介绍鉴于以上情况。我们必须去找替代GLCC的数据来获取正确、精确而且时间节点比较新的数据，最重要的一点是数据必须是免费的。那么地球上可能就这一种选择了那就是MODIS数据。2.2.1MODIS数据特点及技术指标（1）概况MODIS全称Moderate-ResolutionImagingSpectroradiometer，即中分辨率成像光谱仪。1998年MODIS机载模型器安装到EOS-AM（上午轨道）和PM（下午轨道）系列卫星上，从1999年12月正式向地

7、面发送数据。MODIS是NASA地球行星使命计划中总数为15。插话啥时候能看见CNSA发布的免费数据。（2）数据特点MODIS数据主要有四个特点：①全球免费：NASA对MODIS数据实行全球免费接收的政策（TERRA卫星除MODIS外的其他传感器获取的数据均采取公开有偿接收和有偿使用的政策），这样的数据接收和使用政策对于目前我国大多数科学家来说是不可多得的、廉价并且实用的数据资源；②光谱范围广：MODIS数据涉及波段范围广（共有36个波段，光谱范围从0.4um-14.4um），数据分辨率比NOAA-AVHRR有较大的进展（辐射分辨率达12bits，其中两个通道

8、的空间分辨率达250m，5个通道为50