抽取modis数据研究气溶胶光学厚度与angstrom指数变化验证数据正确性

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1、抽取MODIS数据研究气溶胶光学厚度与Angstrom指数变化验证数据正确性　　摘要：利用Terra/MODIS和Aqua/MODIS数据，对台湾海峡的气溶胶数据进行简单数据抽取，同时采用判断点和多边形位置关系计算出数据均值。利用均值分析台湾气溶胶光学厚度和Angstrom波长指数的时空分布特征，气溶胶变化趋势；利用气溶胶光学厚度和气溶胶小颗粒比例的关系，结合台风海雾等气象因子进一步分析气溶胶特征，同时达到数据验证。关键词：MODIS气溶胶Angstrom中图分类号：[F287.2]文献标识码：A文章编号：1引言11全球工业化的迅速发展，越来越多的

2、研究表明[1]，工业化给人类的各个活动领域带来了众多污染。而其中许多污染物随大气传播，扩散到了其他的地区并造成了更大的危害。大气气溶胶是大气与悬浮在其中的固体和液体微粒共同组成的多相粒子体系（直径多在10-3～102微米之间），是大气污染物输送的主要载体[2]。同时气溶胶光学厚度与Angstrom参数是表征大气气溶胶光学特征最基本参量，它们可以用来推算大气气溶胶含量，确定气溶胶模态特征与谱分布，是确定大气气溶胶辐射气候效应的关键因子。海洋约占地球表面的70%，同时由于气溶胶时空变化的差异，全球范围内全面探测存在困难，使气溶胶成为当前大气科学研究的难

3、点同时又是热点。因此准确提取海洋上空的气溶胶时空分布特征和海洋气溶胶粒子在全球地球化学循环中起着举足轻重的作用。卫星遥感气溶胶的方法很多，MODIS探测器每天覆盖全球一次，提供在可见光、近红外和红外共36个通道的全球观测。MODIS探测器扫描宽度2330km，可见光通道1(660nm)和通道2(860nm)具有250m星下点的分辨率，可见和近红外的通道3-7具有500m的分辨率。这一特点适合于气溶胶、地表和云的高分辨率监测。与其他传感器相比，MODIS能够提供更丰富、更准确的海上气溶胶参数[3]。2数据定位与抽取本文所用的数据是由http://la

4、dsweb.nascom.nasa.gov所提供的MODIS2级产品，有TERRA和AQUA两个卫星的数据。本文收集的MODIS数据是2004年-2008年期间所有的1月、7月，以及2008年全年的气溶胶产品数据。文中使用的是数据中550nm处气溶胶光学厚度AOT550。研究区域定位在台湾海峡。11MODIS数据资源的共享性，使其受到各行各业研究者的青睐，随着研究的深入，对数据的按需提取和操作则变成了重点。能否快速定位到研究者所需的MODIS二级产品数据的相应位置，也越来越重要了。然而MODIS的存储格式是HDF格式，对于非遥感专业的研究者们要想找

5、到指定位置的数据读取，需要一点的编程知识、熟悉所读取产品数据的格式和对HDF库函数的熟悉。虽然读取HDF数据软件已经相当成熟，但是只能导出数据到txt等文件类型，对数据操作比较困，连最简单的数据平均都不能。针对以上所提出的弊端和有利条件，本文大胆设想根据已有的软件操作为依托，编出易于理解和使用的简单程序方便数据提取和计算。本文数据提取的目的是确定区域内数据的均值（年和月的），通过分析气溶胶趋势变化来验证数据正确性。2.1MODIS中读取数据11计算特定地区的若干年月日气溶胶均值数据，借助HDFVIEW软件得到MODIS中提取每一天的Terra/MO

6、DIS和Aqua/MODIS的部分txt文件数据。通过编写一般读取txt代码，打开txt(Latitude，Longitude，Value)或者(Latitude、Longitude、Angstrom)文件，按月份中有多少天数，而设置最外层的不同循环次数N。内层设立循环读取，先一次打开文件循环将数据分别存入对应到二维数组：Latitude[][]，Longitude[][]，Value[][]，Angstrom[][]。至此完成了台湾海峡东经21～28，北纬115～125范围内数据的读取工作。2.2数据抽取算法选定大范围内MODIS数据，不再进行复

7、杂的坐标转换，而是根据台湾海峡地形，精确确定经纬度选定多个顶点，使得这些点组成不规则的多边形。借助图形学的一种点与多边形的算法，既是射线的思想，引点向多边形方向作的射线，再分析射线与多边形各条边的交点个数，来判断点和多边形位置关系，一般情况交点数若是偶数就在多边形外，是奇数则表示在多边形内部。由于多边形特殊性的存在，自然用射线法会遇到一些特殊情况点对于射线过顶点的情况。对于特殊的多边形，就要分为上下端点，边的两个端点中相对于另一个端点在上面的就叫上端点，在下面叫下端点。只有当射线过边的下端点之外的点才认为该射线与边相交，再判断奇偶性就可得到正确的结

8、果。对于线段是水平线段，考虑点对应的射线与其中一条边重合并且点在该线段上，有无数个交点；或者点的射线与多边形有2个交点，该