用于高异质性区域气溶胶遥感反演的地表与大气参数确定方法研究

Aerosol in highly heterogeneous areas has attracted much attention due to its close relationship with human life. Because of the complex structure of the surface and the diversity of the sources of the aerosol, aerosol remote sensing in such areas is facing severe challenges. In view of the characteristics of highly heterogeneous areas, this subject uses the method of surface reflectance data set to support the retrieval of aerosol. Researches are focus on two aspects: The first is the construction of high-precision BRDF model and the coupling use with surface reflectance data products, to break through the limit of precision of surface reflectance estimation due to the complex surface structure; The second is the construction of aerosol types data set in high spatial and temporal resolution, using the existing satellite data of CALIOP /CALIPSO production, and to provide more accurate data for the aerosol retrieval in highly heterogeneous areas. .In the construction of the BRDF model, a variety of surface types and spatial scales are considered, which can be adapted to many land types with different sensors; In order to ensure the accuracy and stability of the data set, the temporal and spatial characteristics of aerosol types are analyzed in the construction of aerosol model data sets.The main feature of this project is to improve the accuracy of aerosol remote sensing inversion by considering two kinds of parameters determination methods: surface parameters and aerosol types.

空间高异质性区域的气溶胶因与人类生活密切相关而备受关注。该类型区域因为地表空间结构复杂且气溶胶来源多样，而面临严峻挑战。针对高异质性区域特点，本课题使用地表反射率数据集支持的方法实现高异质性区域的气溶胶反演。重点开展两个方面的研究：一是构建高精度的地表二向反射率模型并实现与地表反射率数据产品的耦合，以突破由于复杂地表结构导致的方向反射对地表反射率确定精度的限制；二是使用现有的CALIOP/CALIPSO卫星数据提供的气溶胶类型数据，构建高时空分辨率的气溶胶类型数据集，为气溶胶反演提供更精确的气溶胶类型数据。.在地表二向反射模型的构建中，考虑了多种地表类型、多个空间尺度，以适应多类型区域以及多种传感器；在气溶胶模型数据集的构建中将分析气溶胶类型的时空变化特征，以保证数据集的精度和稳定性。本课题的主要特色是综合考虑地表参数和气溶胶类型两类参数确定方法的改进，以提高气溶胶遥感反演的精度。

空间高异质性区域的气溶胶因与人类生活密切相关而备受关注。该类型区域因为地表空间 结构复杂且气溶胶来源多样，而面临严峻挑战。针对高异质性区域特点，本课题使用地表反射率数据集支持的方法实现高异质性区域的气溶胶反演。重点开展两个方面的研究：一是构建高精度的地表二向反射率模型并实现与地表反射率数据产品的耦合，以突破由于复杂地表结构导致的方向反射对地表反射率确定精度的限制；二是构建高时空分辨率的气溶胶类型数据集，为气溶胶反演提供更精确的气溶胶类型数据。在地表二向反射模型的构建中，考虑了多种地表类型、多个空间尺度，以适应多类型区域 以及多种传感器；在气溶胶模型数据集的构建中将分析气溶胶类型的时空变化特征，以保证数 据集的精度和稳定性。本课题的主要特色是综合考虑地表参数和气溶胶类型两类参数确定方法的改进，以提高气溶胶遥感反演的精度。.本课题的研究工作实现了高异质性区域气溶胶的高精度反演，并在多个不同空间尺度的卫星传感器上开展了应用实验，结果表明该成果可以实现基于单一时相卫星遥感数据的全球范围、连续空间的气溶胶反演实验，从当前公布的反演方法研究中，尚未发现具备该反演能力的气溶胶遥感方法，与现有的高质量卫星遥感气溶胶产品对比表明，该成果反演的气溶胶结果明显优于现有的反演精度。该成果有效提高了卫星遥感气溶胶的空间适用性和时间频次，对卫星遥感应用于环境监测以及气候变化研究具有重要的作用。