[发明专利]一种气溶胶光学厚度反演方法及装置

说明书

本申请提供了一种气溶胶光学厚度反演方法及装置，涉及卫星遥感影像技术领域，包括：获取FY4A AGRI传感器的遥感影像，从遥感影像中获取每个像元的观测几何参数和蓝光数据；基于每个像元的蓝光数据得到第一蓝光波段表观反射率；利用所述像元的观测几何参数和预先建立的查找表，通过理论模拟方法计算每个像元的多个模拟气溶胶光学厚度对应的第二蓝光波段表观反射率；利用所述像元的第一蓝光波段表观反射率和多个模拟气溶胶光学厚度对应的第二蓝光波段表观反射率，拟合得到每个像元的一次线性方程；基于每个像元的第一蓝光波段表观反射率和对应的一次线性方程，计算每个像元的气溶胶光学厚度。本申请提高了气溶胶光学厚度反演精度。

技术领域

本申请涉及卫星遥感影像技术领域，尤其是涉及一种气溶胶光学厚度反演方法及装置。

背景技术

近年来，大气污染问题已成为影响人们身体健康、日常生活及城市可持续发展的重要因素，精确遥感反演气溶胶光学厚度，全面监测大气污染变化对环境治理和城市规划具有重要需求价值和科学意义。对FY4A AGRI数据进行几何校正等预处理步骤，并利用MODIS蓝光波段数据对FY4A AGRI蓝光波段进行交叉辐射定标，获得较为准确的DN值后，并利用深蓝算法（Deep Blue,DB）进行气溶胶反演。

目前的气溶胶产品数据主要是通过MODIS数据或者利用如Landsat卫星数据进行反演得到的。FY4A作为我国第二代静止轨道气象卫星，是中国新一代静止气象卫星的首发星。其搭载的干涉式大气垂直探测仪与静止轨道扫描成像辐射计“联手”，在全球首次实现静止轨道上三维大气的立体监测。此外，“风云四号”能够提供针对陆面、水体、闪电、空间天气的持续监测数据，能清晰区分云的不同形态和高、中层水汽，也具备捕捉气溶胶和雪的能力，但目前未有利用AGRI传感器反演气溶胶光学厚度的技术方案。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种气溶胶光学厚度反演方法及装置，以解决上述技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种气溶胶光学厚度反演方法，包括：

获取FY4A AGRI传感器的遥感影像，从遥感影像中获取每个像元的观测几何参数和蓝光数据；

利用预先建立的蓝光数据和蓝光波段表观反射率的线性方程，基于每个像元的蓝光数据得到每个像元的第一蓝光波段表观反射率；

利用所述像元的观测几何参数和预先建立的查找表，通过理论模拟方法计算每个像元的多个模拟气溶胶光学厚度对应的第二蓝光波段表观反射率；

利用所述像元的第一蓝光波段表观反射率和多个模拟气溶胶光学厚度对应的第二蓝光波段表观反射率，拟合得到每个像元的一次线性方程，所述一次线性方程以蓝光波段表观反射率为自变量，气溶胶光学厚度为因变量；

基于每个像元的第一蓝光波段表观反射率和对应的一次线性方程，计算每个像元的气溶胶光学厚度。

进一步，蓝光数据和蓝光波段表观反射率的线性方程的拟合步骤包括：

获取时空匹配的FY4A AGRI传感器数据和MODIS产品数据；

获取FY4A AGRI传感器数据中的卫星天顶角对应的MODIS产品数据的卫星天顶角；

获取FY4A AGRI传感器数据中的相对方位角对应的MODIS产品数据的相对方位角；

获取MODIS产品数据的卫星天顶角和相对方位角对应的蓝光波段表观反射率；

的蓝光波段表观反射率，拟合出蓝光数据和蓝光波段表观反射率的线性方程的系数和 ，线性方程为：

其中，为蓝光数据，为蓝光波段表观反射率为因变量，和分别表示蓝光波段的反射率增益量和反射率偏置量。