基于MODIS数据的气溶胶光学厚度反演

理论研究＼

文章编号：１６７２—１５８６（２０１４）０３－００２９—０４ 中图分类号：Ｐ２３７ 文献标识码：Ａ

基于ＭＯＤＩＳ数据的气溶胶光学厚度反演

刘佳雨，杨武年

（成都理工大学地学空间信息技术国土资源部重点实验室，四川成都６１００５９）

基金项目：

国家自然科学基金项目

（４１０７ｌ２６５）资助 ２Ｏ１０

年度高等学校博士学科

点专项科研基金项目

【摘要】气溶胶在大气污染事件中扮演重要角色。光学厚度作为大气气溶胶的一个重要光学属性，常作为

其他相关科学研究的重要参数。本文以ＥＮＶＩ５．０３９平台，利用经典的暗像元算法，对２０１１年８月５日北京地区

的ＭＯＤＩＳ ｑ￣星遥感影像数据进行了气溶胶光学厚度（ＡＯＤ）反演，并对其空间分布进行了分析，为环境监测部

门提供了大气污染治理依据。

（２０１０５１２２１ １ ０００６）资助

作者简介：

刘佳雨（１９９０一），女，河

北承德人，地图制图学与

地理信息系统专业硕士研

究生，研究方向为３Ｓ技术

应用与制图。

Ｅ—ｍａｉｌ：

ｌＯ２３２４ｌ０７５＠ｑｑ．ｃｏｍ

【关键词】气溶胶；光学厚度；ＭＯＤＩＳ；暗像元算法；ＥＮＶＩ５．０

Ａｅｒｏｓｏｌ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｐｔｈ Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＭＯＤＩＳ Ｄａｔａ

ＬＩＵ Ｊｉａｙｕ，ＹＡＮＧ Ｗｕｎｉａｎ

（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｇｅｏ－ｓｐａｔｉａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｌａｎｄ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００５９，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｅｒｏｓｏｌ ｐｌａｙｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｎｃｉｄｅｎｔ．Ａｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｏｐｔｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ

ｏｆ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ａｅｒｏｓｏｌｓ，Ａｅｒｏｓｏｌ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｐｔｈ（ＡＯＤ）ｉＳ ｏｆｔｅｎ ｕｓｅｄ ａｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｉｎ ｏｔｈｅｒ ｒｅｌａｔｅｄ

ｓｃｉｅｎｔｉｉｆｃ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ．Ｉｎ ｈｉｔｓ ｐａｐｅｒ，ＡＯＤ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｈｅｔ ＭＯＤＩＳ ｄａｔａ ｏｎ Ａｕｇｕｓｔ ５，２Ｏｌ ｌ ｏｆ Ｂｅｉｊｉｎｇ，ｗｉｈ ｔＥＮＶＩ５．０ ａｓ

ｈｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ，ｕｓｉｎｇ ｔｔｈｅ ｃｌａｓｓｉｃａｌ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｈｅ ｔＤａｒｋ Ｐｉｘｅｌ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｓ ｉｔｓ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ

ａ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ａｉｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｓ．

收稿日期：２０１３－１２—０３

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ａｅｒｏｓｏｌ；ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｐｔｈ；ＭＯＤＩＳ；ｄａｒｋ ｐｉｘｅｌ ａｌｇｏｒｉｈｍ；ＥＮＶＩ５．ｔ０

０引言

气溶胶是液态或固态微粒在空

溶胶颗粒物（ＰＭＩＯ）可到达人类呼吸 感手段以其时效性高、覆盖面广、

系统的支气管区，威胁人类的健康 分辨率高等优势使得快速大面积监

ｎ・

。

实现对气溶胶光学厚度的反 测气溶胶情况成为可能，并且可以

气中的悬浮体系，雾、烟、霾、轻

雾（霭）、微尘和烟雾等，都是天然

或人为原因造成的大气气溶胶，它

们能作为水滴和冰晶的凝结核、太

演不但可以掌握气候环境变化的趋

实现周期性动态监测，成本也比地

势，去除大气影响对遥感数据的干 面监测的方式低很多，为人们实时

扰，还可以对定量遥感的应用研究 掌握大面积范围内的气溶胶变化提

做有力补充，为人与社会的可持续

供了便利 。

阳辐射的吸收体和散射体，在地球

发展提出指导性的意见。

大气辐射收支平衡和全球气候中扮

地面监测是大气气溶胶的主要

１数据与方法

１ ＭＯＤＩＳ数据说明 １．

演重要角色，是大气的重要组成部

监测手段，虽然得到的气溶胶信息

地球观测计划（Ｅ ａ ｒ ｔ ｈ

分，同时，大气气溶胶还具有显著

比较准确，但是对于大面积的监测

的环境效应，直径小于２．５ ｌ－ｔｍ的气 实现起来比较困难，不但需要布设

Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ，ＥＯＳ）是由美国

溶胶颗粒（ＰＭ２．５）因为对可见光的消

大量的监测站点，对人力物力的消

于１９９１年正式启动的，它作为

光（散射和吸收）作用导致地面能见

耗很大，而且不能全面、连续地监

行星地球计划的一部分，主

度显著下降；直径在１０ ｌａ ｍ以下的气

测我国的大气质量状况 。卫星遥

要包括地球观测系统的上午系列