大气CO2反演方法影响因子分析

如果卫星遥感反演大气 精度要求达到1%,则可以通过全球连续高精度观测弥补地面观测的不足。在实际反演中,反演精度不仅受到卷云和气溶胶的影响,还受到其它诸多因素（地表温度,地表压力,地表反照率,大气湿度等）的影响。讨论分析了这些因子的影响：在以 US1976 美国标准大气为背景,观测高度是100 km条件下,运用最优非线性反演算法,使用逐线积分辐射传输模型LBLRTM模拟计算,模拟分析出地表温度、地表压力、地表反射率、大气湿度各增加1%和减小1%的情况下,对 反演结果的影响,以及各典型气溶胶对反演结果的影响。结果显示：海洋型,沙漠型,城市型,乡村型四种典型气溶胶对 反演结果的影响都比较大,影响最大的为海洋型气溶胶,能见度为5 km,影响百分比相对于 初始值(380 ppm)降低了27.18%,影响最小的为乡村型气溶胶,能见度为23 km,影响百分比相对于 初始值(380 ppm)减小了7.78%;地表反射率,地表温度,地表压力对 反演结果也有很大的影响,而大气湿度对反演结果的影响很小,基本可忽略不计。     

“高分五号”卫星大气主要温室气体监测仪(特邀)

高分五号卫星于2018年5月9日成功发射，是我国第一颗高光谱观测卫星，大气主要温室气体监测仪是其中一台有效载荷，采用空间外差光谱技术进行高光谱分光，是国际上首台基于该体制的星载温室气体遥感设备。阐述了载荷的基本工作原理，包括分光原理、工作模式及通道设置等内容。载荷的光学系统主要由五部分组成，核心单元为一体化胶合干涉仪，为避免光谱混叠对窄带滤光片的指标参数要求较高。为提高在轨数据定量化水平，载荷设计了基于漫反射板系统的定标装置，可满足光谱及辐射定标要求。最后，梳理了载荷数据处理的基本流程，并对首批观测数据进行了光谱复原，成功获取了1级数据产品，为下一步温室气体反演应用奠定了基础。     

空间外差光谱技术及其在大气遥感探测中的应用

基础研究表明大气微量气体成分的精确反演需要超高分辨率光谱数据,空间外差光谱技术是近年来得以迅速发展的新型超光谱分析技术,综合了光栅及傅里叶变换光谱技术的特点。对空间外差光谱技术基本原理进行了分析,阐述了空间外差干涉数据复原光谱信息流程。针对大气主要温室气体CO2开展空间外差光谱技术在大气遥感探测方面的应用研究,通过地基遥感观测实验,分析空间外差光谱系统的探测灵敏度,验证超光谱数据对大气微量气体浓度变化检测能力。实验表明空间外差光谱技术在大气遥感探测尤其是微量气体成份探测中具有针对性和优越性。     

基于主成分分析的CO2统计反演方法

二氧化碳（CO2）卫星遥感中,大气环境因素是影响反演精度的重要原因,目前反演条件通常限制在气溶胶光学厚度小于0.3的情况。我国大气气溶胶高值情况较为普遍,对大气条件的较高要求将严重影响我国CO2卫星遥感数据的应用能力。针对这种情况,利用基于主成分分析法对中国京津地区高气溶胶光学厚度的大气CO2反演,得到的CO2柱浓度与2013年、2014年GOSAT-Level2产品进行对比分析,均方根误差分别为0.65%和0.46%,相关性分别为0.77和0.93。     

CO2激光的大气传输特性

综合分析了影响CO2激光大气传输的一些关键因素,包括大气分子和气溶胶的散射及吸收,与其他波段激光的大气衰减相比较,并对CO2激光的大气传输特性进行了系统的分析与归纳,得出了CO2激光的实际应用性结论.     

FTIR遥测北京城区大气中的CO和CO2浓度

傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术已经成为研究微量大气组分的有效方法.使用自行组建的开放光程傅里叶变换红外光谱系统于2005年夏季和2006年冬季对北京城区的CO和CO2浓度进行了连续观测,并对测量结果进行了分析.研究结果表明,这两种气体在冬季的浓度值均明显高于夏季浓度值,并且具有类似的变化趋势,基本趋势表现为白天低、夜间高.两次测量的结果表明,这两种气体具有较好的相关性,相关系数分别为0.896和0.856.     

差分吸收激光雷达探测大气CO2精度分析

为减小距离差分吸收激光雷达探测大气CO2浓度的探测误差,理论分析了探测精度,对差分吸收探测系统误差进行了数值分析,对基于1.6 μm光纤激光器相干探测CO2系统进行了仿真计算.结果表明:差分吸收截面越大,空间分辨率越低,回波信噪比越高,气体浓度的探测误差越小.当大气CO2的差分吸收光学厚度т为0.55时,相干探测系统具有最小误差变化百分比,此时探测精度最高.随着探测高度增大, 1.6 μm光纤激光相干探测系统精度逐渐降低,在1 km高度以内可以探测到34 ppm的大气CO2变化.     

CO2激光主动成像雷达扫描成像实验

采用扫描发射、收发合置、外差探测等技术建立了一台CO2 激光扫描成像演示系统。利用雷达距离方程计算了系统的最大作用距离 ,并对室内 5m处的目标及室外 5 78m远处的大楼做了成像实验 ,扫描角度为± 2°×±1° ,获得了每秒 10帧、每帧 32行的轮廓像。     

基于NOAA卫星图像信息的大气校正方法研究

给出一种基于NOAA卫星图像信息的大气辐射校正方法.选用实测的海陆边界表面大气水汽压eD,并合理选择海陆分界表面物体的发射率ε,利用图像信息对大气的影响进行校正.由于采用同一时刻、同一条件下的自身大气辐射信息,该方法具有时效性.对NOAA卫星图像中海陆边界不同区域的反演结果表明:该方法校正效果明显、操作简单且实用性强.     

基于高分五号DPC氧气A吸收波段的云顶压强反演

云顶压强可用于估计云高,对气象观测和云特性研究等具有重要的作用.基于高分五号卫星搭载的多角度偏振探测仪(DPC)在氧气A吸收带设置的763 nm和765 nm两个波段进行了云顶压强反演方法的研究.首先,通过辐射传输模拟和多项式拟合得到了大气压强的计算公式,并对拟合公式进行了误差分析和校正.然后,分析了气溶胶、大气廓线等...     

基于NOAA卫星图像信息的大气辐射校正方法研究

探讨一种基于NOAA卫星图像信息的大气辐射校正方法.选用实测的海陆边界表面大气水汽压eD,并合理选择海陆分界表面物体的发射率ε,利用图像信息对大气影响进行校正.由于采用同一时刻、同一条件下图像大气辐射信息,该方法具有时效性.并用该方法选取NOAA卫星图像中海陆边界区域进行反演试验,得出该方法是正确可行的.同时利用大气辐射传输模型MODTRAN程序,选定了几种大气模式,设定1976年美国标准大气作为标准,进行了算法间的对比分析.分析结果表明:该方法校正效果明显,操作简单,实用性强.     

农田开放环境下CO2浓度的激光在线监测

含碳温室气体浓度增加而加剧的温室效应是气候变化的主要原因。在线监测陆地生态系统中的CO2气体浓度并分析CO2通量,对了解局地气候及改善环境意义重大。设计了基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的开放式CO2气体监测系统,于2010年4月在中国科学院封丘农业生态实验站进行了小麦田间CO2浓度的实时在线监测。连续监测结果表明：主要受植被光合作用的影响,田间CO2浓度具有明显的日变化规律,基本特点是白天浓度降低,夜间浓度升高。系统不需要气体采样、监测范围广、灵敏度高、响应时间快、调校简单,为农田环境的CO2浓度连续监测提供了有效的光学遥测方法。     

GF-4大气校正并行算法研究

高分四号(GF-4)是我国第一颗高分辨率对地静止卫星,地表反射率产品对于评估生态环境与减灾防灾具有重要价值.GF-4大气校正算法对地表反射率进行估计,迭代计算观测与计算表观反射率残差最小值得到气溶胶光学厚度,并构建6SV查找表对地表反射率结果进行计算.在精度验证基础上,考虑产品生产的高效率需求,对计算复杂度高的步骤基于...     

利用MODIS数据进行海岸带卫星图像大气校正

提出一种利用同步MODIS图像的水体像元反演出混浊水域上空气溶胶光学特性的算法.在晴空无云的条件下,假设一定范围内的海岸带上空的大气和水体上空的大气一致,借助6S辐射传输模型,并考虑临近像元效应,利用反演出的气溶胶光学特性对卫星海岸带图像进行大气校正的方法,给出了应用该方法对我国沿海地区QuickBird-2卫星图像和CBERS-02卫星图像进行大气订正的结果,并对反演结果进行了比较分析.实验证明,利用MODIS图像进行海岸带卫星图像大气校正取得了很好的效果,该方法无需地面实测数据,具有很高的适用性.     

CO2激光去皱美容仪整机设计

本文设计了微机控制的CO     

基于辐射传输模型的高分二号影像大气校正方法研究

高分二号卫星的成功发射,标志着我国遥感卫星进入了亚米级高空间分辨率时代,遥感影像在定量反演,地物识别和变化分析等领域将有重要作用.大气校正的精度是影响其定量化应用的重要因素.由于高分二号遥感数据缺乏短波红外波段,无法采用暗像元法进行大气校正.提出一种基于辐射传输模型的高分二号影像大气校正方法,利用6S(second simulation of the satellite signal in the solar spectrum)辐射传输模型建立大气校正系数查找表,利用同步MODIS影像数据结合改进后的暗像元方法反演气溶胶光学厚度,确定大气校正系数,消除高分二号影像大气分子和气溶胶等的吸收和散射的影响,实现GF-2数据的大气校正.选取地表平坦均一的敦煌辐射校正场作为实验区,通过同步的实测数据对校正结果进行精度评价,并且比较大气校正前后归一化植被指数NDVI.结果表明:最小相对误差仅为0.9％,大气校正之后影像数据更真实地反映了地物的反射特性;大气校正后的NDVI大大增强了植被信息反差,突出了GF-2卫星传感器的植被信息区分能力.