氣溶膠遙感定量反演研究與應(yīng)用

內(nèi)容概要

《氣溶膠遙感定量反演研究與應(yīng)用》共14章，介紹氣溶膠的遙感定量反演方法，簡要介紹氣溶膠的來源和性質(zhì)、氣溶膠遙感反演的基本理論和方法，系統(tǒng)描述地基觀測儀器太陽分光光度計(jì)和激光雷達(dá)的觀測原理及氣溶膠參數(shù)反演方法，闡述衛(wèi)星遙感探測海洋與陸地氣溶膠的原理、方法和數(shù)據(jù)處理以及相應(yīng)反演結(jié)果的驗(yàn)證等內(nèi)容。
《氣溶膠遙感定量反演研究與應(yīng)用》可供從事氣溶膠遙感、輻射平衡研究和大氣環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測工作的科研人員和相關(guān)專業(yè)研究生參考使用。

書籍目錄

序
前言
第1章  氣溶膠及其遙感監(jiān)測
  1.1 引言
    1.1.1 對氣候的影響
    1.1.2 對環(huán)境的影響
    1.1.3 對遙感定量化的影響
  1.2 氣溶膠來源與類型
    1.2.1 大氣層熱力結(jié)構(gòu)
    1.2.2 平流層氣溶膠
    1.2.3 對流層氣溶膠
    1.2.4 氣溶膠類型
  1.3 氣溶膠的物理性質(zhì)
    1.3.1 氣溶膠的粒徑
    1.3.2 氣溶膠粒徑子譜
    1.3.3 氣溶膠粒子尺度描述
    1.3.4 氣溶膠粒子三模態(tài)分布
    1.3.5 復(fù)折射指數(shù)
  1.4 氣溶膠光學(xué)性質(zhì)
  1.5 氣溶膠遙感探測
    1.5.1 氣溶膠科學(xué)與遙感
    1.5.2 氣溶膠探測的相關(guān)衛(wèi)星與載荷
    1.5.3 衛(wèi)星遙感探測氣溶膠的反演方法
    1.5.4 地基遙感監(jiān)測
第2章  氣溶膠散射基本特性
  2.1 引言
  2.2 單粒子幾何描述及其散射特性
    2.2.1 單粒子散射
    2.2.2 單粒子散射的幾何描述
    2.2.3 單粒子散射的相關(guān)特性
  2.3 偏振光的表征與Stokes參數(shù)
    2.3.1 簡諧波與橢圓偏振
    2.3.2 Stokes參數(shù)
    2.3.3 Stokes參數(shù)的測量與計(jì)算
  2.4 球形粒子Mie散射
    2.4.1 散射相矩陣
    2.4.2 球形Mie散射
  2.5 分子散射
  2.6 粒子群散射特性
  2.7 非球形粒子散射
  2.8 非球形冰晶散射
    2.8.1 幾何反射與折射
    2.8.2 冰晶散射特性的蒙特卡羅模擬！
第3章  大氣輻射傳輸基本理論
  3.1 引言
  3.2 輻射傳輸方程
    3.2.1 傳輸方程
    3.2.2 比爾一布格一朗伯定律
    3.2.3 平面平行大氣的傳輸方程
    3.2.4 矢量輻射傳輸方程
  3.3 輻射傳輸方程求解中的基本算法
    3.3.1 輻射傳輸方程的Fourier變換
    3.3.2 散射相矩陣的Legendre展開
    3.3.3 高斯型求積公式
  3.4 前向散射的快速算法
    3.4.1 M方法
    3.4.2 fit方法
  3.5 大氣輻射傳輸?shù)幕窘夥ê喗?br />    3.5.1 連續(xù)階散射近似與SOS
    3.5.2 倍加累加法與RT3
    3.5.3 其他方法
第4章  地基太陽光度計(jì)反演氣溶膠
  4.1 引言
  4.2 觀測儀器
  4.3 儀器定標(biāo)
    4.3.1 無水汽影響通道定標(biāo)
    4.3.2 水汽通道(936nm)定標(biāo)
    4.3.3 靈山定標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果
  4.4 氣溶膠光學(xué)厚度反演
    4.4.1 氣溶膠光學(xué)厚度反演方法
    4.4.2 CE318數(shù)據(jù)處理軟件介紹
第5章  地基多角度偏振光度計(jì)反演氣溶膠
  5.1 引言
  5.2 Dubovik和King的反演方法
    5.2.1 前向模型
    5.2.2 氣溶膠光學(xué)性質(zhì)的物理模式
    5.2.3 多源數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)最優(yōu)化反演
    5.2.4 最小值求取方法
  5.3 多角度偏振反演方法
    5.3.1 氣溶膠光學(xué)性質(zhì)反演
    5.3.2 氣溶膠物理性質(zhì)反演
    5.3.3 反演實(shí)驗(yàn)
第6章  地基激光雷達(dá)反演氣溶膠
  6.1 引言
  6.2 微脈沖激光雷達(dá)簡介
  6.3 激光雷達(dá)數(shù)據(jù)預(yù)處理過程
  6.4 激光雷達(dá)探測氣溶膠消光系數(shù)
    6.4.1 Collis斜率法
    6.4.2 Klett方法
    6.4.3 Fernald方法
  6.5 激光雷達(dá)探測混合層高度
  6.6 激光雷達(dá)探測氣溶膠的退偏振比
  6.7 觀測結(jié)果
第7章  MODIS數(shù)據(jù)反演海洋氣溶膠
  7.1 引言
  7.2 基本原理
  7.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理
  7.4 反演算法
  7.5 結(jié)果示例
第8章  多角度偏振反演海洋氣溶膠
  8.1 引言
  8.2 POLDER／PARASOL簡介
    8.2.1 POLDER／PARASOL探測器特性
    8.2.2 PARASOL數(shù)據(jù)格式
    8.2.3 PARASOL相關(guān)參數(shù)
  8.3 海洋表面偏振模型
    8.3.1 Cox—Munk粗糙海面的BPDF模型
    8.3.5 BPDF模型模擬
  8.4 查找表的參數(shù)設(shè)置
  8.5 數(shù)據(jù)預(yù)處理算法
    8.5.1 大氣分子散射
    8.5.2 波浪的菲涅爾反射
    8.5.3 海面泡沫反射率
    8.5.4 離水反射
  8.6 氣溶膠反演過程
    8.6.1 數(shù)據(jù)選擇
    8.6.2 云處理
    8.6.3 太陽耀斑處理
  8.7 結(jié)果與驗(yàn)證
第9章  MODIS數(shù)據(jù)暗目標(biāo)算法反演陸地氣溶膠
  9.1 引言
  9.2 基本原理
  9.3 地表反射噪聲去除方法
    9.3.1 基于地表反射率關(guān)系的暗像元算法
    9.3.2 基于地表反射率模型算法
  9.4 氣溶膠模式
  9.5 查找表構(gòu)建
  9.6 反演插值與海拔高度校正
  9.7 結(jié)果驗(yàn)證
    9.7.1 反演結(jié)果精度的驗(yàn)證
    9.7.2 全國尺度氣溶膠反演結(jié)果
第10章  高空間分辨率數(shù)據(jù)反演陸地氣溶膠
  10.1 引言
  10.2 CCD數(shù)據(jù)反演氣溶膠的思路
  10.3 CCD相機(jī)紅光和藍(lán)光波段反射率的測量
    10.3.1 儀器介紹
    10.3.2 測量方法
    10.3.3 CCD相機(jī)紅光和藍(lán)光波段典型地物光譜數(shù)據(jù)
  10.4 適合CCD數(shù)據(jù)的改進(jìn)暗像元法
    10.4.1 暗像元的識別
    10.4.2 偽暗像元的剔除
  10.5 CCD數(shù)據(jù)的氣溶膠反演
    10.5.1 查找表的建立
    10.5.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理
    10.5.3 氣溶膠光學(xué)厚度的反演流程
  10.6 反演結(jié)果比對與誤差分析
    10.6.1 氣溶膠光學(xué)厚度反演結(jié)果
    10.6.2 反演結(jié)果的誤差分析
第11章  結(jié)構(gòu)函數(shù)法反演陸地氣溶膠
  11.1 引言
  11.2 結(jié)構(gòu)函數(shù)法反演原理
    11.2.1 基本原理
    11.2.2 結(jié)構(gòu)函數(shù)法反演思路
  11.3 結(jié)構(gòu)函數(shù)法存在的問題
  11.4 結(jié)構(gòu)函數(shù)模型及其影響因素
    11.4.1 結(jié)構(gòu)函數(shù)模型
    11.4.2 結(jié)構(gòu)函數(shù)值的影響因素
  11.5 結(jié)構(gòu)函數(shù)法反演氣溶膠例子
第12章  耦合地表反射率算法反演陸地亮目標(biāo)氣溶膠
  12.1 引言
  12.2 耦合地表反射率的地氣解耦方法
    12.2.1 地表反射率
    12.2.2 藍(lán)光波段地表反射率變化分析
  12.3 北京地區(qū)氣溶膠模式
    12.3.1 氣溶膠模式的地基觀測描述
    12.3.2 北京地區(qū)的氣溶膠模式觀測結(jié)果
  12.4 耦合地表反射率算法反演結(jié)果與驗(yàn)證
    12.4.1 耦合地表反射率算法的反演過程
    12.4.2 反演試驗(yàn)與驗(yàn)證
  12.5 誤差分析與結(jié)論
    12.5.1 誤差分析
    12.5.2 耦合地表反射率算法適用性評估
第13章  衛(wèi)星多角度偏振反演陸地氣溶膠
  13.1 引言
  13.2 偏振探測的基本原理與不同散射處理方法
    13.2.1 單次散射的大氣偏振
    13.2.2 多次散射的大氣偏振
  13.3 陸地地表偏振模型
    13.3.1 土壤偏振模型
    13.3.2 植被偏振模型
    13.3.3 地表分類數(shù)據(jù)
  13.4 氣溶膠模式
    13.4.1 單峰和雙峰氣溶膠模式比較
    13.4.2 氣溶膠最優(yōu)模式匹配
  13.5 氣溶膠光學(xué)厚度的偏振反演
    13.5.1 基于矢量輻射傳輸計(jì)算的查找表構(gòu)建
    13.5.2 反演步驟
  13.6 反演結(jié)果比較與分析
    13.6.1 單峰與雙峰氣溶膠模式反演結(jié)果對比
    13.6.2 大氣偏振單次散射和多次散射處理的反演結(jié)果
    13.6.3 單次散射和多次散射之間的誤差分析
  13.7 標(biāo)量探測光學(xué)厚度輔助粒子譜多角度偏振反演
    13.7.1 光學(xué)厚度偏振載荷的標(biāo)量探測
    13.7.2 地基粒子譜細(xì)粒子比例探測
    13.7.3 光學(xué)厚度的細(xì)粒子比例輔助偏振粒子譜反演
    13.7.4 粒子譜反演結(jié)果的地基比較
第14章  氣溶膠光學(xué)厚度高性能反演算法與系統(tǒng)設(shè)計(jì)
  14.1 引言
  14.2 集群環(huán)境與系統(tǒng)架構(gòu)
    14.2.1 集群環(huán)境
    14.2.2 系統(tǒng)架構(gòu)
  14.3 氣溶膠光學(xué)厚度衛(wèi)星反演處理流程
    14.3.1 串行化處理流程
    14.3.2 并行化處理流程
    14.3.3 數(shù)據(jù)切分策略
  14.4 結(jié)果與性能分析
    14.4.1 并行反演結(jié)果
    14.4.2 不同數(shù)據(jù)切分策略性能分析
  14.5 并行環(huán)境下查找表構(gòu)建與性能分析
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：氣溶膠和大氣分子與入射太陽輻射相互作用，除了可以散射和吸收入射輻射外，還可以使入射輻射發(fā)生偏振。多角度偏振探測器通過測量后向散射的偏振特性，可以得到陸地氣溶膠的更多信息。利用多角度偏振衛(wèi)星數(shù)據(jù)在進(jìn)行陸地氣溶膠的反演有兩個(gè)的優(yōu)點(diǎn)。首先，地表反射率相對大氣來說是低偏振或無偏振的，對大氣頂?shù)钠褫椛湄暙I(xiàn)小，大氣頂?shù)钠裥盘栔饕獊碜杂诖髿庵蟹肿雍蜌馊苣z的散射。利用多角度偏振信號有利于去除地表反射的影響，實(shí)現(xiàn)對氣溶膠光學(xué)厚度等光學(xué)性質(zhì)的精確反演。其次，對于氣溶膠類型的判定問題。衛(wèi)星的多角度偏振所能反映的氣溶膠的光學(xué)性質(zhì)主要是偏振相函數(shù)。氣溶膠偏振相函數(shù)對氣溶膠性質(zhì)，如復(fù)折射指數(shù)的虛部十分敏感。多角度偏振信息的利用在一定程度上可以區(qū)別氣溶膠的類型，反演氣溶膠的物理性質(zhì)。實(shí)際上，Kaufman等對氣溶膠反演方法的總結(jié)，不應(yīng)當(dāng)被看成是氣溶膠反演方法的分類，因?yàn)樯鲜?種方法的劃分標(biāo)準(zhǔn)是不同的。若要對氣溶膠反演方法進(jìn)行分類，則必須有統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)，或是分類依據(jù)。例如：①從探測平臺來分，有地基氣溶膠遙感和衛(wèi)星氣溶膠遙感；②從探測到的輻射特性來分，有標(biāo)量探測與矢量探測之分；③從探測角度來看，存在單角度和多角度探測反演的區(qū)別；④從主動(dòng)和被動(dòng)探測來區(qū)分，有激光雷達(dá)主動(dòng)探測和其他的被動(dòng)探測之分；⑤從探測波段來區(qū)分，有單波段反演與多波段反演的差異；⑥從對地表反射噪聲的去除方法上看，有暗目標(biāo)反演方法、耦合地表反射率方法，后者又稱地表反射率協(xié)同反演氣溶膠方法等；⑦從地表類型來說，有陸地氣溶膠反演與海洋氣溶膠反演。

編輯推薦

《氣溶膠遙感定量反演研究與應(yīng)用》是地球信息科學(xué)基礎(chǔ)叢書之一。

圖書封面

圖書標(biāo)簽Tags

無

評論、評分、閱讀與下載

---

    氣溶膠遙感定量反演研究與應(yīng)用 PDF格式下載

---