基于MODIS影像反演气溶胶

课程概述：

    气溶胶即是悬浮在气体中的固体颗粒物和液体微粒与气体载体共同组成的多相体系，其动力学直径大约在0．001um——100um之间，直径<10um的可吸入颗粒物(PM10)和直径小于2．5um的可入肺颗粒物(PM2.5)对人体健康有巨大危害。气溶胶颗粒的增加是近年来城市及郊区频现“灰霾”天气的一个重要原因。

    自从美国公布了全球PM2.5的分布图，北京等城市的PM2.5含量受到关注，尤其是近断时间持续的“雾霾“天气使得市民感到恐慌，预防和治理PM2.5污染迫在眉睫。2012年全国增加了很多监测PM2.5站点，但是地面监测站毕竟不能完全均匀分布在每一个地方，卫星遥感手段以其时效性高、覆盖面广、分辨率高等优势使得快速大面积监测气溶胶情况成为可能。MODIS是先进的多光谱遥感传感器，具有36个观测通道，覆盖了当前主要遥感卫星的主要观测数据。利用反演得到的气溶胶光学厚度空间分布数据结合PM2.5实测数据建立相关模型，即可实现PM2.5的遥感监测。该微课堂讲的就是如何基于ENVI 5.0反演气溶胶的光学厚度空间分布。

    本课堂中的数据和算法介绍：

    1、MODIS数据是采用的MODIS L1B 1KM数据。应严格按照说明进行操作，例如数据是1km的，数据的合成是反射率在上，发射率在下等，下面将详细介绍各个步骤。

    2、这是在ENVI 5.0下做的北京市气溶胶反演，具体包括MODIS影像（HDF）的辐射校正、几何校正、云检测、气溶胶反演。

    3、气溶胶反演算法采用经典的暗像元法（DDV）也叫浓密植被法，因此对于冬季反演的气溶胶效果不好。

    4、气溶胶反演的查找表是利用IDL调用6S辐射模型得到的，采用的是一般的参数，因此3-9月期间都可以用这一个查找表进行气溶胶反演，也可以自己制定查找表。

    利用MODIS的L1B数据反演气溶胶的流程如图1、反演结果如图2.

图1 气溶胶反演流程

图2 气溶胶反演结果