利用地物光谱仪测算大气气溶胶光学厚度方法

气溶胶光学厚度是进行大气校正的重要参数，本文提出了一种通过地物光谱仪测量太阳辐射来测算气溶胶光学厚度的方法。并将测算结果与6S大气辐射传输模型的模拟结果进行比较，详细分析了误差来源。研究表明该方法是一种实用有效的方法，可用于遥感数据大气校正及大气气溶胶光学厚度的估算。     

基于高程或气溶胶厚度与6S模型校正参数回归方程的遥感图像大气校正模型

为了消除影像中的大气影响,反演地表真实反射率,需要进行大气校正。6S是通用的大气校正模型之一,但是对于覆盖面积较广、下垫面较复杂的影像,若用平均的气溶胶厚度和高程参数来对影像进行校正,将出现较大误差。提出了建立一种基于6S模型,以高程或气溶胶厚度为参数的大气校正模型与方法,并以广州LandsatETM＋为例,对校正前后的反射率直方图、NDVI灰度直方图以及各类地物的光谱特征进行分析。结果证明了该方法简单实用,校正精度高,可直接用于该地区相似气候条件下影像的大气校正,对类似的研究有借鉴意义。     

基于高程或气溶胶厚度与6S模型校正参数回归方程的遥感图像大气校正模型

为了消除影像中的大气影响,反演地表真实反射率,需要进行大气校正。6S是通用的大气校正模型之一,但是对于覆盖面积较广、下垫面较复杂的影像,若用平均的气溶胶厚度和高程参数来对影像进行校正,将出现较大误差。提出了建立一种基于6S模型,以高程或气溶胶厚度为参数的大气校正模型与方法,并以广州Landsat ETM+为例,对校正前后的反射率直方图、NDVI灰度直方图以及各类地物的光谱特征进行分析。结果证明了该方法简单实用,校正精度高,可直接用于该地区相似气候条件下影像的大气校正,对类似的研究有借鉴意义。&     

卫星影像大气校正中气溶胶模型的影响分析-以天津地区为例

基于大气校正中常用的大气辐射传输模拟软件6S模型,探讨了不同气溶胶模型对卫星影像大气校正的影响及其适用性问题。选取我国环境小卫星星座HJ\|1的CCD传感器数据,以天津地区大气污染和较清洁条件下的卫星影像为例,基于6S进行大气校正,定量估算了气溶胶模型选取对大气校正精度的影响。与此同时,通过地面太阳-天空辐射计实测,获得研究区域整层大气气溶胶参数进行大气校正,并与基于气溶胶模型的校正结果进行对比,得到以下结论:①6S气溶胶模型中,大陆型与海洋型的校正结果比较接近,而城市型气溶胶模型由于含有较高的煤烟成分比例,其校正结果与前两种相差较大;②天津地区在大气污染情况下,适合应用大陆型气溶胶模型进行大气校正,而在大气较清洁的情况下可选择海洋型气溶胶模型。
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大气光谱光学厚度测量方法研究

为满足辐射校正场同步观测的需要,寻求一种能以简便的操作、较高的精度测量大气光谱光学厚度的观测方法是必要的。在合肥用地物光谱辐射计VF921-256和太阳辐射计DTF-1进行了为期几天的同步测量,经分析比较,发现VF921-256与DTF-1的测量结果之间存在1%~4%的相对偏差。这一偏差不但取决于光谱辐射计的测量误差,而且与太阳辐射计的标定误差也有一定关系。从VF921-256数据的Langley Plot拟合结果来看,其标准偏差小于0.03。因此,应用光谱辐射计测量大气光谱光学厚度的辐照度基法,可以用于辐射校正中对大气光谱光学厚度的同步测量。此外,我们利用光学厚度信息反演了气溶胶谱分布、臭氧和水汽的柱总量。     

高性能大气校正算法中遥感数据切分策略研究

高分辨率卫星遥感数据在地物识别等方面具有明显优势,然而其定量化应用中需要精确的大气校正,该过程通常相当耗时。分别研究了大气校正算法串行处理方法及基于通用计算机集群系统的并行处理过程。通过对2012年7月我国华北地区的环境卫星CCD数据进行大气校正,并分析了串、并行过程各个步骤运行时间,表明了对大气校正并行处理的高可行性。针对并行过程中负载不均衡和通讯频繁等问题,设计了基于卫星像元特征的数据切分策略,并对不同并行算法进行了性能分析,表明了本文反演结果的可靠性,以及提出的切分策略能达到更高的加速比。     

遥感数字图像的大气辐射校正应用研究

卫星遥感数字图像成像过程中，由于电磁波受大气作用造成数据质量下降，影响遥感信息的提取及精度。介绍了大气辐射校正的一般原理和PCI软件ATCOR2模块的算法，研究了基于该模块的遥感数字图像大气辐射校正实现方法。根据研究区实际情况，选用1976年美国标准大气乡村气溶胶大气参数，对一景Landsat TM影像进行校正处理。对比处理前后图像和直方图，可知该方法增强了图像清晰度，提高了视觉效果，有利于遥感信息提取和专题解译。     

基于高程分层方法的HJ-1B CCD2影像大气校正

大气校正是从环境一号B星(HJ\|1B)CCD2多光谱卫星数据中精确提取地面定量信息的关键一步。采用一种基于高程分层和改进的浓密植被算法,即将整个研究区按照高程间隔0.1 km划分为17个子区域,在不同高程带内利用红波段与短波红外波段(1.6 μm)的线性关系估计出红波段的反射率,然后利用估计的红波段反射率与其表观反射率差值的均值,结合6S辐射传输模型模拟计算得到0.55 μm处的气溶胶光学厚度,从而实现各个波段大气校正。比较分析校正前后成熟林地、水体和裸土的光谱反射率和标准反射率,结果表明:该方法对HJ-1B CCD2数据大气校正可取得较好的效果。     

基于分区暗像元和Spline插值方法估算太湖气溶胶光学厚度

传统暗像元大气校正算法认为研究区域上空的气溶胶光学厚度呈均匀分布状态。对于Ⅱ类水体,尤其是气溶胶类型复杂的内陆湖区,暗像元算法的均匀性假设将不再适用。针对传统暗像元算法的不合理性,本研究将太湖湖区划分为9个子区域,每个子区域利用传统暗像元算法估算其气溶胶光学厚度,然后结合Spline插值算法获取整个太湖的气溶胶光学厚度信息,并以传统暗像元大气校正算法作为参照,探讨与分析分区暗像元算法的精度状况。通过本文的研究可知：气溶胶光学厚度是遥感大气校正的关键参数;在2003年10月28日,受西北风的影响,太湖上空的气溶胶光学厚度呈湖南低,湖北高的分布模式;分区暗像元大气校正算法获取的气溶胶光学厚度平均值为0.79,标准偏差为0.099,标准偏差与平均值的比值为12.58%,与传统暗像元算法相比,分区暗像元算法综合考虑了水体上空气溶胶光学厚度空间分布的不均匀性,进而有利于改善大气校正的精度。     

2008~2016年MODIS多角度大气校正气溶胶产品在中国的时空分布及变化趋势

探究全国大气气溶胶分布及变化特征,准确了解中国地区气溶胶光学特性对研究大气环境污染、应对全球气候变化是非常重要的。对2008~2016年的MODIS MAIAC气溶胶光学厚度数据在中国的适用性进行验证,并采用Mann-Kendall方法,从不同的时空尺度和气溶胶类型上分析中国地区AOD值的时空变化特征。结果表明：①验证表明C6的MAIAC反演结果在中国AERONET匹配点上表现良好,C6的MAIAC反演AOD结果适用于中国区域;②从年际尺度上看,2008~2016年AOD年均值整体呈波动下降;从季节尺度上看,AOD季节变化呈春季整体高、夏季中心高、秋冬季水平低的特点,各省AOD平均值及各省份划区AOD平均值随季节变化趋势相似。③在空间上,AOD呈东南高、西北低、高值中心聚集的特征。④中国AOD变化整体呈现出东部减少且集聚,西部增加且分散的变化特征。可进一步探究不同种类气溶胶分布和气溶胶与典型大气污染物分布关系,以期为中国环境污染治理提供更好的决策指导。     

利用消光谱反演气溶胶复折射率的一种新方法及其应用

在仅有消光信息可利用的大气气溶胶观浏资朴处理过程中，需要寻找一种合理的反演复折射指数的方法。通过理论分析认为，Fymat消光比方法有潜在的反演不稳定性，经多种拉度谱的数值试验分析，认为消光比方法反演大气气溶胶复折射率，仅对特殊拉子谱型较为有效，而消光差方法却表现出适用谱分布广和具有良好精度的特点。用此方法反演出了中国科学院长春净月潭遥感试验场1990年和1991年不同能见度下大气气溶胶的复折射率。对大气辐射传输计算，地物遥感大气订正，气溶胶的气候效应研究方面有参考价值。     

Radiometric calibration evaluation for RSBs of Suomi-NPP/VIIRS and Aqua/MODIS based on the 2015 Dunhuang Chinese Radiometric Calibration Site in situ measurements

The Dunhuang Chinese Radiometric Calibration Site (CRCS), used for the vicarious calibration (VC) of reflective solar bands (RSBs), was determined as the primary radiometric calibration site for Chinese space-borne optical sensors and was also selected in 2008 by the Working Group on Calibration and Validation of the Committee on Earth Observation Satellites as one of the instrumented reference sites. In August 2015, an in situ measurement was carried out at the Dunhuang site to evaluate the RSB radiometric calibration of the Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) on Suomi National Polar-orbiting Partnership (NPP) and Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) on Aqua based on the reflectance-based method. A portable spectroradiometer was used in the experiment to obtain the surface reflectance, and the atmospheric parameters were obtained by sun photometers and radiosonde. A Dunhuang surface bidirectional reflectance distribution function model obtained during the field missions in 2008 and 2013 was implemented. Two days of in situ measurement data including 2 days of VIIRS data and 1 day of MODIS data were used for this evaluation. The results show that the radiometric calibration accuracy is within ±2% for most NPP/VIIRS and Aqua/MODIS RSBs based on the Dunhuang site. It should be noted that there is a relatively large difference in the NPP/VIIRS day–night band (DNB) and Aqua/MODIS band 7 results at the central wavelength of 2.1 μm, with biases of – 4.78% and – 5.71%, respectively. One factor contributing to the difference is the atmospheric transmittance calculation in these bands using the 6S radiative transfer model. If Moderate Resolution Atmospheric Transmission model is used for atmospheric transmittance correction, part of the bias of the MODIS band 7 and VIIRS DNB can be eliminated. However, the consistency of the VIIRS M11 and MODIS B7 is 3.47%, which is larger than that of the other bands.     

辐射传输LOWTRAN程序气溶胶模式分析评述(一):发展过程

详细介绍了LOWTRAN计算程序中的大气气溶胶模式结构，综述了气溶胶诸物理量的引入历史及其相应模式的逐步发展过程，分析了LOWTRAN在处理大气气溶胶方面的成功经验，这对今后建立符合中国地域和气候特征的大气气溶胶模式以及遥感图像的大气订正有参考价值。     

微纳米高折射率涂敷层对长周期光纤光栅传输谱特性的影响

基于模式耦合理论,通过求解给定参数的覆盖高折射率微纳米涂敷层长周期光纤光栅( LPFG)的频谱,分析了四层模型LPFG中微纳米高折射率涂敷层对其传输谱特性的影响。研究结果表明：通过设计涂覆层厚度、涂覆层折射率变化范围以及LPFG包层厚度等参数,包层模将进入高折射率微纳米涂敷层中进行传输,在LPFG传输谱出现模式迁移现象;随着涂覆层折射率的增大,谐振峰波长向短波长方向漂移;LPFG包层半径越小,谐振峰波长对涂覆层折射率变化的响应灵明度越高。     

Optimizing maintenance of a serial-structure system depending on the operation time of each element

A semi-Markovian model of a system with serial structure is developed. The model accounts for the nonfailure-operation time of each element. Stationary reliable and economic performance characteristics of the system are found, and optimal terms of maintenance are determined. __________ Translated from Kibernetika i Sistemnyi Analiz, No. 6, pp. 126–135, November–December 2006.     

单一重金属胁迫对灯心草生长及生理生化指标的影响

通过盆栽试验研究了不同浓度处理水平的Cu、Cd、Pb、Zn、As五种重金属单一胁迫对灯心草生长及其生理生化特性的的影响。结果表明:种植灯心草土壤中的Cd、Pb、Cu三种重金属临界值可分别设定为10mg kg-1、100 mg kg-1、100mg kg-1。灯心草不适合在Zn污染的土壤中种植,土壤中As临界值尚需作进一步的研究来确定。各单一重金属胁迫对灯心草叶绿素的合成均有很大程度的抑制作用,剂量-效应关系明显。灯心草三种保护酶对于不同浓度处理水平重金属胁迫的响应不同:在土壤环境质量低浓度设置范围内三种酶有较好的协同效应能共同抵御重金属胁迫造成的膜伤害,表现出较强的自我调节能力。而在高浓度处理水平时,三种酶活性呈现不同的变化趋势。灯心草生理生化指标对重金属胁迫的响应存在元素种类之间的差异。各单一重金属对灯心草生长抑制及生理毒害效应大小排序为:Zn>As>Cu>Pb>Cd。