188宝金博页面版

Value Engineering0 引言大气与悬浮在其中的固体和液态且小于 10 的微粒共同组成的多相体系称为气溶胶[1] 。大气气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth，AOD）的物理意义是沿辐射传射路径，单位截面上气溶胶吸收和散射对太阳辐射产生的总削弱，它和垂直方向上的总气溶胶浓度有关 [2] 。研究气溶胶的光学厚度可以间接反映反演地区大气质量，对于研究陕西关中地区人们健康、地区气候效应以及大气污染都有一定参考价值。首先，气溶胶通过对太阳短波辐射的散射，以调节地—气系统的反射率，致使地—气系统降温，因而对地—气系统的辐射平衡产生间接影响；其次，气溶胶是海—陆—气系统中一种重要的组成成分，是大气辐射传输过程中三大活跃要素之一。它通过三个主要机制来影响气候：①气溶胶通过对吸收和散射太阳辐射，来影响太阳到达地球的热量；②气溶胶能一定程度变云属性，进而影响到达地球的太阳辐射量；③气溶胶能对大气中各类化学组成产生间接影响，通过改变这些化学成分及其浓度来间接影响气候 [3-5] 。传统的气溶胶测量主要是地面基站测量，这种测量方法对气溶胶的监测具有准确、数据可信度高等特点。缺点是不具有连续性、难以从大尺度的范围来对气溶胶空间分布、运动轨迹进行研究；其次就是成本高。目前也有大量针对气溶胶光学性质的研究，MODIS 为全球提供了针对分辨率为 10km 的气溶胶产品，但对于研究城市范围来说，10km 分辨率的气溶胶产品不能满足需要，所以 1km 分辨率的卫星遥感反演，可以更好地反映城市和小区域的气溶胶状况 [2] 。本研究使用 MODIS 数据对渭南地区的气溶胶光学厚度反演，可以客观反应渭南地区 AOD 空间变化，对改善生态、促进社会经济可持续发展具有重要意义 [6] 。1 研究区概况及数据渭南市，隶属于陕西。挥诙 108°50′-110°38′和北纬 34°13′～35°52′之间，地处陕西关中渭河平原东部、关中地区，是陕西省的“东大门”。总面积约 13134 平方千米，人口约 560 万。渭南属暖温带半湿润半干旱季风气候，四季分明，光照充足，雨量适宜。渭南地势以渭河为轴线，形成南北两山、两塬和中部平川五大地貌类型区型。本文选取 MODIS TERRA 卫星数据产品 MODIS L1B数据 MOD021KM.A2010228.0310.005.hdf。利用经典的黑暗像元法，对渭南市进行 1km 空间分辨率气溶胶光学厚度反演，并分析渭南市的气溶胶空间变化特征。2 气溶胶光学厚度反演算法2.1 反演原理卫星遥感反演气溶胶光学厚度基本原理见式（1）：R ref （μ，θ，μ 0 ，θ 0 ）=ρ a （μ，θ，μ 0 ，θ 0 ）+T（μ 0 ）T（μ）ρ b / （1-ρ b s）（1）其中 R ref 是卫星观测到的整层反射率，是关于气溶胶厚度的函数，ρ a 为整层大气层反射率，μ 为观测天顶角的余弦，θ 为观测天顶角的方位角，μ 0 为太阳天顶角的余弦，θ 0 为太阳天顶角的方位角，T（μ 0 ）为太阳到地面的大气层总透射率，T（μ）为从地面到卫星大气层总的透过率（直射+漫射），s 为大气的下垫面反射率，系数 1/ （1-ρ b s）代表地面和大气层多次散射作用。在假定一定的大气气溶胶模型前提下，如果知道了下垫面的反射率 ρ b ，根据公式（1）即可反演得到气溶胶的光学厚度 [7] 。2.2 DDV（暗像元法）地表反射率估算—— — — — — — — — — — — — — — — — — — — — — —基金项目： 化学与环境学院 2015 年校级大学生创新创业计划训练计划项目（15YXK023）。作者简介： 邹。1995-），男，重庆人，本科在读，研究方向为地理信息系统；崔婉哲（1995-），女，黑龙江宾县人，本科在读，研究方向为自然地理。基于 MODIS 数据渭南市气溶胶反演The Asrosol Inversion of Weinan City Based on Modis Data邹健 ZOU Jian ；崔婉哲 CUI Wan-zhe（渭南师范学院资源与环境系，渭南 714000）（Department of Environment and Resources，Weinan Normal University，Weinan 714000，China）摘要： 气溶胶是气候变化和大气污染的重要影响因素。为了研究渭南地区气溶胶光学厚度等性质，使用 2010 年 7 月 16 日MODIS-L1B 数据，利用黑暗像元法，在 ENVI5.0 系列软件中进行反演操作，反演出渭南地区当日的气溶胶光学厚度空间分布。通过对反演结果做进一步的空间分析。研究结果表明：渭南的平均 AOD 为 0.45；渭南中部临渭区的 AOD 高于四周；以 108.7°为界限，东边的AOD 值明显小于西边；渭南夏季 AOD 偏低。Abstract: The aerosol is the important influence factor of climatic variation and atmospheric pollution. In order to study the opticalthickness and other properties of aerosol in Weinan area, the MODIS-L1B data in July 16, 2010 and the Dark pixel method are used tocarry out the inversion operation in ENVI5.0 series software. The spatial distribution of aerosol optical thickness in Weinan area wasobtained. The inversion results are further analyzed. Research results show that the average AOD of WeiNan is 0.45, the AOD in LinweiDistrict of central Weinan is higher than that of the surrounding area, and based on 108.7° line, the AOD value of east is evidently less thanthat in west and AOD value is low in summer.关键词： 浓密植被法；气溶胶光学厚度；MODIS；ENVI；反演Key words: dense vegetation method；aerosol optics thickness；MODIS；ENVI；inversion中图分类号： X513 文献标识码： A 文章编号： 1006-4311（2017）12-0175-03·175·DOI:10.14018/j.cnki.cn13-1085/n.2017.12.073