利用MODIS遥感大气气溶胶及气溶胶产品的应用

介绍了利用EOS卫星上MODIS传感器遥感大气气溶胶光学厚度(AOD)的技术,总结了作者利用MODIS资料进行的研究工作,包括利用太阳光度计的地面观测进行MODIS 10 km分辨率Level 2气溶胶产品的校验、利用该产品分析我国陆地上空气溶胶光学厚度分布特征、1 km高分辨率气溶胶光学厚度反演、气溶胶光学厚度产品应用于大气污染的分析等.证实MODIS遥感手段获取气溶胶分布,不仅为全球和区域气候变化研究提供了基础数据,而且也为区域环境大气污染的研究提供了新工具.     

兰州地区MODIS气溶胶光学厚度和空气污染指数相关性研究

利用2009年1 12月兰州地区的MODIS气溶胶光学厚度产品与全球自动观测网(AERONET)SACOL站(104.08 E,35.57 N)数据进行对比分析,相关系数达到0.82,线性拟合的斜率为1.13,截距为0.07,表明MODIS AOD能反映兰州地区气溶胶分布的信息.利用MODIS AOD产品与兰州市空气污染指数做相关分析,二者的相关程度较低.在进行湿度影响因子、气溶胶标高订正后,二者相关性有了较为显著的提高,说明MODIS AOD产品可应用于监测兰州地区大气污染情况.     

基于MODIS数据与数值模式的云垂直结构估计

为了利用MODIS数据与数值模式估测云的垂直结构,通过运行PSU/NCAR MM5非静力数值模式,以模式输出的温湿廓线与MOD06云顶气压产品插值得到云顶高度,并利用WR95探空分析算法判定云底高度;以CloudSat/CPR主动遥感数据为真值进行云垂直结构的对比试验.初步结果表明:结合MODIS云产品与中尺度数值模式...     

基于MODIS影像的成都地区气溶胶光学厚度反演

成都经济的高速发展导致空气污染,大气污染已经严重威胁人类健康,对其进行调查和监测是有效治理大气污染问题的基础。气溶胶反映了大气层中颗粒物含量的多少或空气污染程度,所以精确探测气溶胶光学厚度具有重要意义。利用遥感技术可以进行重复周期性监测气溶胶光学厚度,覆盖面大,节省人力物力。以MODIS影像为基础数据,利用6S大气传输模式建立查找表,在ENVI软件中完成成都市气溶胶光学厚度的反演,以此达到成都大气监测的目的。     

北京市MODIS气溶胶光学厚度和PM2.5浓度的时空差异及其相关性研究

利用NASA MODIS数据反演北京市气溶胶光学厚度,探讨与北京市12个环境污染监测站点PM2.5质量浓度的时空差异及其相关性。结果显示,AOT与PM2.5均有明显的时空分布特征;二者的日均值具有相反的季节性变化特征(AOT夏季日均值高于冬季,PM2.5浓度日均值相反);日均值空间分布围绕城区向远郊区递减;二者的相关性对季节变化敏感,夏季相关性较好,冬季相关性较差。且郊区相关性明显优于城区。因此,卫星气溶胶数据可以反映PM2.5的分布,弥补地面监测站点的不足。     

MODIS气溶胶光学厚度产品在地面PM_(10)监测方面的应用研究

利用MODIS(中分辨率成像光谱仪)两年的气溶胶光学厚度(AOD)产品与北京地区API转化得到的PM10质量浓度、北京大学站点直接监测的PM10质量浓度以及香港元朗站点监测的PM10质量浓度做相关性分析,发现二者的直接相关程度较低。将AOD除以气溶胶季节标高,得到地面消光系数,与地面PM10质量浓度相关性提高。对地面消光系数进行相对湿度订正,得到计算的质量浓度,与地面实际观测的PM10质量浓度相关性进一步提高。经过两年时间资料的对比分析,证实气溶胶遥感光学厚度经过垂直和湿度影响订正后,可以应用于地面PM10监测。     

基于MODIS数据的中原经济区气溶胶时空分布特征

基于2000-2013年MODIS气溶胶产品,统计分析了中原经济区气溶胶光学厚度(AOD)的年际及季节时空变化特点,有助于深入研究中原经济区颗粒物污染水平变化.结果显示中原经济区AOD高值区主要位于新乡、开封、郑州北部和焦作南部等地区,低值区主要位于河南西部和山西南部的山地地区.季节变化方面,AOD最高值通常出现在春季、夏季,秋季次之,冬季则为该地区AOD最小的季节.开封、新乡和郑州为中原城市群中卫星观测区域内AOD最高的三个城市.2011年之后整个中原经济区内AOD明显降低,但从长期来看,2000年之后,该地区AOD水平并未得到显著改善.     

基于MODIS卫星遥感数据的大气气溶胶光学厚度优选反演方法

通过地面大气气溶胶的测定,可以反映大气浑浊度,进而在某种程度上确定区域的气候效应,其中关键技术是大气气溶胶光学厚度的反演.目前使用的卫星遥感气溶胶光学厚度反演算法中,扩展暗像元法精度较低而V5.2法适用范围较窄.提出了一种优选反演法,通过引入中红外通道表观反射率来选择扩展暗像元法或V5.2法.其中,在V5.2法中添加了Walthall双向反射分布订正.实验对比了相关方法反演的气溶胶光学厚度数据,结果表明所提方法可以弥补扩展暗像元法和V5.2算法各自的不足.     

MODIS数据的云检测处理

结合MODIS数据的通道特性,分析了云在不同波谱范围的光谱特性,提出了一种基于多光谱综合阈值法的简便新方法.该云检测算法从可见光反射率、热红外亮温出发,逐步建立云检测模板,实现分离云和晴空,通过对不同下垫面类型数据进行云检测检验,结果表明,该算法对中低纬度地区云检测处理有显著效果,尤其能够检测出可见光波段难以识别的薄卷云.该法可使遥感数据特别是MODIS数据在云检测领域的应用提高一个层次,进而提出的云区数据修补方法,使数据反演应用的精度提高更为显著.     

改进的MODIS海洋气溶胶本征信息反演算法的验证

介绍了改进的MODIS海洋气溶胶反演算法,并重点对该算法进行了验证,结果表明：（1）改进算法纠正了原算法对较大的气溶胶光学厚度的低估和对较小的气溶胶光学厚度的高估现象;其反演得到的气溶胶光学厚度与AERONET的气溶胶光学厚度的相关系数为0．87,高于原算法与AERONET间气溶胶光学厚度的相关系数（0．84）;且有62．1％的反演结果落在误差限内,高于原算法的60．5％。（2）改进算法纠正了原算法对较大的气溶胶尺度分布参数ηss0的低估和较小的气溶胶尺度分布参数卵。的高估现象;其反演得到的气溶胶尺度分布参数与AERONET的气溶胶尺度分布参数的相关系数为0．89,高于原算法与AERONET间气溶胶尺度分布参数的相关系数（0．8）。     

基于规则的MODIS数据日间云检测与比较分析

针对我国西北地区下垫面光谱特性及MODIS 通道特点, 提出一种基于阈值规则的日间云检测算法, 旨在克服目前云检测工作中普遍存在的分离薄云与高反射率晴空地表、识别体积较小的云体、识别冰雪上空云像元等方面的困难。采用2008年两期Terra星MODIS数据进行云检测试验, 并将这种算法得到的云检测结果与MOD35-2L云掩膜产品进行比较分析。结果表明, 这种算法可有效检测出我 国西北地区日间各种类型的云, 且在此类地区该算法对面积小、形状破碎的云及冰雪上空云像元的检测效果优于 MOD35-2L云掩膜产品。因此, 这种算法适用于干旱,半干旱地区的云检测, 并可应用于MODIS 数据的预处理环节中。     

利用MODIS数据进行云检测

介绍了近年来国际、国内利用气象卫星资料进行云检测识别的研究现状,并提出了一种利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)红外、可见光谱段数据进行云、晴空分离的实用方法。给出了一些应用个例,个例分析表明算法适用于含有植被、海洋等背景的中低纬度地区。     

A modeling study of aerosol effects on cloud radiative property and precipitation

A two-moment (mass and number) warm cloud scheme together with ground and aircraft measurements over Beijing is used in a regional model to study the effects of aerosols on cloud radiative property and precipitation.Using a prescribed tri-modal lognormal aerosol size distribution,the aerosol numbers are calculated from prognostic aerosol masses,for which advection,diffusion,and cloud drop activation/deactivation are considered.Specifically,the accumulation mode of a tri-lognormal aerosol size distribution i...     

应用MODIS数据进行土壤盐渍化评价方法研究

土壤盐渍化是土地荒漠化的主要成因和表现形式,是一个世界性的资源问题和生态问题,给人类社会带来了严重的经济损失和生态危害.探讨了利用中分辨率遥感数据,对区域性盐渍化土壤进行分类评价的方法.以银川平原为例,选用分辨率为500 m的MODIS遥感影像数据,运用非监督图像分类方法中的ISODATA算法,对该区域的土壤盐渍化程度和分布状况进行定性和定量的评价分析.分析结果表明,在银川平原区内,非盐渍化土面积约4 088.50 km2,重度盐渍化土面积约170.00 km2,中度盐渍化土面积约659.00 km2,轻度盐渍化土面积约1 653.50 km2.与实际调查资料对比,得出本次分类结果精确度为77.6%.     

基于MODIS数据的百色水利枢纽水库水域提取研究

利用2006年11月4日的美国EOS-MODIS/TERRA卫星的MODIS遥感数据,采用图像差值运算和阈值法提取百色水利枢纽水库蓄水后的水域范围,统计像元数计算水域面积。结果表明,在差值图像上,水域具有较高的灰度值,表现为灰白色或白色,而陆地具有较低的灰度值,表现为灰黑色到黑色的过渡变化,水陆边界较为清晰,可以用于水域的目视判别和阈值的选定;提取出的百色水利枢纽库区水域呈树枝状分布,蓄水后形成一个大型人造湖泊,湖泊内形成多个岛屿,提取出的水域面积为167.875km2;受MODIS空间分辨率的限制,对于实际较细小的线状水域,提取出来的结果出现不连续现象。     

基于IDL与ENVI的MODIS遥感影像镶嵌

MODIS遥感图像镶嵌时,在图像接缝处出现黑色条带,且该处数据为无效值.在ENVI环境下利用IDL编程语言,消除黑色条带,并找回了丢失的数据,该程序运行速度快.操作简便,在MODIS遥感数据反演的大气水汽含量图像和地表温度图像的镶嵌图中得到了充分的应用.     

使用连续的MODIS遥感数据监测东亚飞蝗的发生

以河北省黄骅市东北部的黄灶、南大港一带为研究区,基于5月下旬至6月上旬的连续MODIS遥感数据,通过数据的几何、辐射等校正,并使用8种植被指数,对其植被生长状况进行了监测,并探讨其在东亚飞蝗发生监测上的应用潜力．研究表明,通过MODIS数据的时间滤波可在一定程度上减少云层对遥感数据的影响,同时,基于经过时间滤波处理后的MODIS数据的植被指数NDVI的变化,可实现对研究区东亚飞蝗的发生进行监测．     

基于IDL与ENVI的MODIS遥感影像镶嵌

MODIS遥感图像镶嵌时,在图像接缝处出现黑色条带,且该处数据为无效值。在ENVI环境下利用IDL编程语言,消除黑色条带,并找回了丢失的数据,该程序运行速度快,操作简便,在MODIS遥感数据反演的大气水汽含量图像和地表温度图像的镶嵌图中得到了充分的应用。