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利用 Landsat-8 OLI 反演大气气溶胶的可见光谱段地表反射率估算吕春光;田庆久;王磊;黄彦;耿君【摘要】准确估算地表反射率的贡献一直是遥感反演大气气溶胶光学厚度过程中的重点和难点。
为了促进Landsat-8 OLI 传感器在地表参数定量化特别是大气遥感领域的应用，本文提出一种利用 OLI 1．6μm、2．2μm 短波红外谱段数据估算遥感影像可见光地表反射率的方法。
该方法依托于 MOD04产品地表反射率估算模式，通过光谱归一化和构建新的短波红外植被指数等过程，建立 OLI 地表反射率估算模式，通过误差分析发现该模式能够有效地降低由于传感器光谱响应不同对估算结果的影响，对应用在 OLI 遥感影像的计算结果与同时间同区域MOD04产品地表反射率进行比较，表明其结果有较高的相关性和可靠性。
%Accurate estimation to the contribution of the surface reflectance has been the focus and the difficult point in aerosol optical depth (AOD)retrieval from remote sensing data.In order to promote the applications of Landsat-8 OLI data in quantification of surface physical parameters particularly in the field of atmospheric remote sensing,a method to estimate the optical surface reflectance from OLI ima ges was put forward using OLI 1.6μm and OLI 2.2μm short infrared bands.The method was proposed based on the surface reflectance estimation mode of MOD04 product,by means of processes such as spectral normalization,building a new short infrared vegetation index and so on.The error analysis shows the OLI estimation mode can effectively reduce the error effect caused by spectral response differences.The comparison of the surface reflectance estimation resultsbetween the OLI and MOD04 product in the same time and same area represents that the estimation results obtained by OLI estimation mode have high correlation and reliability.【期刊名称】《遥感信息》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】8页(P43-50)【关键词】地表反射率;气溶胶;Landsat-8;光谱归一化;植被指数【作者】吕春光;田庆久;王磊;黄彦;耿君【作者单位】南京大学国际地球系统科学研究所，南京 210023; 江苏省地理信息技术重点实验室，南京 210023;南京大学国际地球系统科学研究所，南京210023; 江苏省地理信息技术重点实验室，南京 210023;南京大学国际地球系统科学研究所，南京 210023; 江苏省地理信息技术重点实验室，南京 210023;南京大学国际地球系统科学研究所，南京 210023; 江苏省地理信息技术重点实验室，南京 210023;南京大学国际地球系统科学研究所，南京 210023; 江苏省地理信息技术重点实验室，南京 210023【正文语种】中文【中图分类】TP79Key words：surface reflectance；aerosol；Landsat-8；spectral normalization；vegetation index大气气溶胶是大气中重要的成分之一，它会影响大气辐射状况，对全球和区域气候变化、大气环境质量具有重要的作用和影响，是当前大气遥感研究的重要领域之一[1]。
基于气溶胶光学厚度的全国灰霾日统计李鸿宇;郭玉祥【摘要】文章通过气溶胶反演产品对全国灰霾天气进行统计,首先将气溶胶光学厚度值划分为4个级别,然后按照划分的级别逐像素对数据进行归属处理,最后根据结果数据进行天数统计,并将结果与实际结果进行对比,实验表明基于气溶胶光学厚度的全国灰霾日统计结果精度较高,与实际情况基本一致.【期刊名称】《江苏科技信息》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】3页(P32-34)【关键词】气溶胶;气溶胶光学厚度;灰霾日;气溶胶反演【作者】李鸿宇;郭玉祥【作者单位】河南理工大学矿山空间信息技术国家测绘地理信息局重点实验室,河南焦作 454003;河南省水利勘测有限公司,河南郑州 450003【正文语种】中文近年来，沙尘暴、灰霾和雾天使各种污染物聚集，不仅降低了大气的能见度、威胁人体的健康、破坏生态和污染环境，还严重影响区域以及全球气候变化等，已经成为我国目前面临的日益严重的大气环境问题。
虽然不同类型与不同地区的污染天气的特性不同，形成机理复杂，但是气溶胶是首要污染物，是导致污染事件的主要原因。
探讨气溶胶颗粒的物理特性、成分来源、混合状态及其在长距离传输过程中发生的化学反应等特征，对于揭示极端污染天气的形成机理具有十分重要的作用。
因此，气溶胶已成为大气科学领域的研究热点。
通过相关专家学者［1-3］对卫星遥感反演气溶胶的研究，可以简单地把卫星遥感气溶胶的标量方法分为以下4类。
（1）单通道算法，基本原理为：当地表反射率很小时，反射率函数几乎随光学厚度增加而线性增加，且对低反射率的地表最敏感，扩展到所有太阳照射和卫星观测情况，从查找表中可容易查出与卫星传感器观测的反射率函数最匹配的气溶胶光学厚度。
（2）多通道算法［4-6］，借助于植被指数的角度信息，避免了植被指数与气溶胶不透明性之间的反馈，改善了气溶胶的反演精度。
（3）暗目标法［7-8］，由于在可见光和近红外波段，传感器接收的信号既是气溶胶厚度的函数，又是下垫面地表反射率的函数。
沈阳化工大学科亚学院本科毕业论文题目：红外衰减全反射定量分析气溶胶中硝酸根含量专业：应用化学班级：应化1201班学生姓名：李国权指导教师：何鑫论文提交日期：年月日论文答辩日期：年月日毕业设计（论文）任务书应用化学专业1201班学生：李国权毕业设计（论文）题目：红外衰减全反射定量分析气溶胶中硝酸根的含量毕业设计（论文）内容：毕业设计（论文）专题部分：起止时间：指导教师：签字年月日摘要本文在定量分析气溶胶样品中硝酸根的含量时应用了红外衰减全反射定量分析技术，并取得了较好的结果。
硝酸盐作为大气颗粒物可溶性组成的重要部分，对环境气候和人体健康有着重要的影响，因此实现对其快速定量检测具有重要的科研意义。
利用红外衰减全反射傅里叶变换光谱对硝酸盐单组份气溶胶溶液进行定量分析，本文首先介绍了红外衰减全反射的概念、特点和原理，也介绍了红外衰减全反射技术的发展历程和应用，论述了研究水溶液中硫酸根含量的意义，也对其它测定水溶液中硫酸根含量的方法进行了说明。
本文在实验部分，分别首先对背景的选择进行了论证，也讨论了光谱条件的设置和硝酸钾作为标准物的原因，并且讨论了硫酸根、钙离子、铵根离子、氯离子对硝酸根红外特征吸收峰的影响。
本文选定水作为背景，峰面积作为吸光度的评估方法，选择在1350cm-1处硝酸根的红外吸收峰作为定量分析峰，硝酸钾作为标准物。
最终，根据实验测得的数据，选择波数范围是1200~1800cm-1时，分别对不同硝酸根浓度范围，5~100mg/ml，5~30mg/ml，10~50mg/ml，50~100mg/ml绘制不同硝酸根浓度范围的标准线性曲线。
其中，硝酸根的含量分别在5~30mg/ml的硝酸钾溶液的线性标准曲线，在所选择的波数范围内，浓度（mg/ml）与吸光度之间线性方程为y = 0.05752x - 0.27107，其相关系数的平方R2=0.99728。
硝酸根的含量分别在10~50mg/ml的硝酸钾溶液的线性标准曲线，在所选择的波数范围内，浓度（mg/ml）与吸光度之间线性方程为y = 0.09283x - 0.88459，其相关系数的平方R2=0.99494。
气溶胶消光系数气溶胶消光系数是指气溶胶颗粒对光的吸收和散射能力的衡量指标。
本文将介绍气溶胶的特性以及消光系数的定义、计算方法和影响因素。
一、气溶胶的特性气溶胶是空气中悬浮的微小颗粒物，由固体或液体颗粒组成。
它们主要来源于自然界和人类活动，如燃烧过程、工业排放、车辆尾气等。
气溶胶具有以下特性：1. 大小：气溶胶的粒径范围广泛，从纳米到几十微米不等。
2. 成分：气溶胶的成分复杂，含有多种有机和无机物质，如颗粒物、硫酸盐、氮化物等。
3. 形态：气溶胶颗粒形态多样，可以是球形、棒状、纤维状等。
4. 分布：气溶胶在空气中呈现非均匀分布，浓度有时空变化。
二、气溶胶消光系数的定义气溶胶消光系数（extinction coefficient）指的是光线在穿过单位长度或单位质量的气溶胶时所减弱的程度。
它是用来描述气溶胶对光的吸收和散射能力的物理量。
消光系数的单位通常使用m-1来表示。
三、气溶胶消光系数的计算方法气溶胶的消光系数可以通过实验方法或模型计算方法来获得。
1. 实验方法：实验室可以使用激光器、光散射仪等仪器对气溶胶进行测量。
通过光线在气溶胶中的传播过程，可以得到气溶胶的消光系数。
2. 模型计算方法：通过建立气溶胶的光学模型，利用气溶胶的光学参数和大小分布等信息，可以计算气溶胶的消光系数。
四、影响气溶胶消光系数的因素气溶胶的消光系数受到多种因素的影响，包括以下几个方面：1. 波长：不同波长的光对气溶胶的穿透能力不同，对应的消光系数也不同。
2. 浓度：气溶胶的浓度越高，消光系数越大。
3. 粒径分布：气溶胶的粒径大小和分布会影响消光系数，一般来说，越小的颗粒和越广的分布，消光系数越大。
4. 成分：气溶胶的成分对消光系数有着显著的影响，不同成分的气溶胶对光的吸收和散射能力不同。
5. 大气湿度：湿度会影响气溶胶粒子的大小和形态，进而改变消光系数。
综上所述，气溶胶消光系数是描述气溶胶对光的吸收和散射能力的重要指标，它能揭示气溶胶的特性和影响因素。
AE33七波段黑碳气溶胶分析仪维护浅析霍新峰欧阳俊（北京赛克玛环保仪器有限公司"匕京102299$摘要：黑碳是大气气溶胶的重要组成部分，黑碳主要由含碳的物质不完全燃烧产生，对人体健康和环境空气质量的影响极大&针对新一代AE33黑碳分析仪运行稳定、维护简单、监测数据质量可溯源等特点，本文着重介绍AE33黑碳分析仪的安装、维护、质量控制方面的技术要点，并分享仪器使用和维护经验，为环境空气黑碳自动监测提供技术参考&关键词：七波段黑碳自动监测安装维护质量控制DOI：10.3969/j.issn.1001—232x.2021.03.036Maintenance of the Aethalometer®Model AE33.Huo Xinf e ng,Ouyang Jun(Beijing Saak-Mar Environment Instrument Ltd.,Beijing102299,China)Abstract:Black carbon is an important component of atmospheric aerosols,which has a great impact on human health and ambient air quality.The new generation of Aethalometer®Model AE33black carbon analyzer has the characteristics of stable operation,simple maintenance and traceable monitoring data quality.This paper mainly introduces the technical points of the Aethalometer F Model AE33,such as installation,maintenance and quality control,and shares the use and maintenance experience of the instrument, so as to provide technical reference for automatic monitoring of black carbon in ambient air.Key words:Seven-wavelength；Aethalometer；Automatic monitoring；Installation maintenance；Qualitycontrol黑碳气溶胶（以下简称黑碳）是大气气溶胶中一种重要的组成部分，主要来源于含碳物质的不完全燃烧⑴，其人为源主要为煤炭、石油等石化燃料的燃烧以及生物质燃烧黑碳在大气气溶胶中占比较小，但是它在从可见光到红外的波长范围内，对太阳辐射均有强烈吸收，黑碳对气溶胶光学吸收的贡献接近90%+3］黑碳在大气边界层上部受热，使边界层界面热流量减少，从而影响污染物垂直扩散，导致污染物累积，加剧雾霾形成［4］&大气中的黑碳化学性质稳定，既不能通过己有污染物反应生成，也不能通过大气中的化学反应被清除［5］,通常只能靠气象条件使其扩散，降低浓度&如风速大于2.5m/s时，有利于空气中黑碳的扩散；此外，降水对黑碳的清除作用也比较明显［6'7\由于黑碳的这种特性，因此黑碳的监测对评估空气质量及大气能见度有积极的意义&新一代AE33黑碳分析仪,测量性能优异，人机交互友好，通讯接口丰富，可执行常规性能测试及验证等操作。
基于Mie散射激光雷达的气溶胶消光系数反演方法豆晓雷; 常建华; 刘振兴; 徐帆; 刘秉刚; 房久龙【期刊名称】《《激光与红外》》【年(卷),期】2019(049)009【总页数】7页(P1047-1053)【关键词】消光系数; 边界值; Steffensen法; 大气气溶胶【作者】豆晓雷; 常建华; 刘振兴; 徐帆; 刘秉刚; 房久龙【作者单位】南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心江苏南京210044; 南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室江苏南京210044【正文语种】中文【中图分类】TN958.981 引言气溶胶在大气中扮演着重要角色,直接或者间接地影响着气候变化。
它不仅能通过散射、吸收太阳辐射和热辐射直接改变地-气系统辐射的收支,而且可以改变云的浓度、形状、化学组成等微物理特性,从而间接影响地球生态系统、大气光学特性、云降雨等。
此外,气溶胶的变化对生命安全、大气能见度也具有重要影响。
因此,探索气溶胶光学特性尤其是气溶胶消光系数已成为当下大气科学领域研究的热点[1-3]。
Mie散射激光雷达具有时空分辨率高、抗干扰能力强等特点,可实现水平、斜程、垂直的全方位立体式探测,逐渐成为气象研究领域的主要探测设备[4-5]。
目前,通过Mie散射激光雷达反演气溶胶消光系数的算法主要有Collis斜率法[6]、Klett法[7]和Fernald法[8]。
其中,Collis斜率法是以假设大气均匀分布为前提的,忽略了真实大气中气溶胶粒子、云以及雾霾等的分布。
在此基础上改进而来的Klett法和Fernald法,很好地弥补了其均匀天气假设的不足。
然而,确定边界值是精确反演气溶胶消光系数前提。
通常,在高空探测大气时采用洁净层法[9]求解气溶胶消光系数边界值,即在对流顶层选择一个气溶胶散射比较小的参照点,将此点的气溶胶散射比视为稳定不变。
但在低空探测时,即有效探测范围低于对流层顶层,洁净层法将不再有效,气溶胶消光系数边界值的求解就成为了一个难题。
气溶胶定量遥感反演的方法气溶胶定量遥感反演技术是通过遥感卫星获取的气溶胶光学特性数据，结合气象和大气光学模型，利用数学方法反演出大气中气溶胶的浓度、粒径分布和透明度等信息的一种方法。
下面将详细介绍几种常用的气溶胶定量遥感反演方法。
1.基于比值法的反演方法：比值法是通过计算多个波段之间的比值来反演气溶胶光学厚度或光学透明度。
比值法的基本原理是假设大气的气溶胶光学特性在不同波段之间具有一定的关联性，通过计算不同波段之间的比值，可以消除大气气溶胶光学特性之间的差异，得到气溶胶的浓度信息。
比较常用的比值法有Blue-SWIR方法、Blue-Red方法和Red-NIR方法等。
2.基于反射率统计关系的反演方法：反射率统计关系是指大气底层和表面反射率之间的统计关系，基于这种关系可以反演出气溶胶的浓度和粒径分布。
该方法需要利用地表特征的反射率数据，通过建立气象和辐射传输模型，以及利用大量的地表反射率样本来建立反射率统计关系，从而反演出气溶胶的光学厚度和粒径分布。
3.基于颜色指数的反演方法：颜色指数是指在可见光和近红外波段之间的光谱变化指标，通过计算颜色指数可以反演出气溶胶的浓度和类型。
常见的颜色指数有NDVI（归一化植被指数）、SAVI（改进型土地覆盖指数）和EVI（增强型植被指数）等。
通过分析不同颜色指数之间的关系，可以反演出气溶胶的浓度和种类。
4.基于光谱反演和逆向传输模型的反演方法：光谱反演和逆向传输模型是指通过建立大气辐射传输模型，将遥感获取的多光谱数据与模型模拟的光谱进行比较，通过调整气溶胶的光学参数反演出气溶胶的浓度和透明度。
该方法需要利用气象和大气光学模型对大气辐射传输过程进行建模，然后通过数值计算的方法，反演出气溶胶的光学特性。
总的来说，气溶胶定量遥感反演方法有很多种，每种方法都有其适用的条件和限制。
不同的方法结合以及综合应用可以提高反演结果的准确性和可靠性，从而更好地满足对气溶胶浓度、粒径分布和透明度等信息的需求。
大气中气溶胶的测量与监测技术大气中的气溶胶是指由固体或液体颗粒悬浮在空气中形成的微小粒子。
气溶胶在大气中的存在对气候变化、公共健康和环境质量都具有重要影响。
因此，准确测量和监测气溶胶的分布和浓度是气象学、环境科学和工程领域的关键任务。
本文将介绍大气中气溶胶测量与监测技术的几个重要方法和装置。
一、光学方法光学方法是一种常用的测量气溶胶浓度和尺寸的技术。
其中，最常见的是激光粒度仪。
该仪器通过激光的散射原理来测量气溶胶颗粒的尺寸分布。
激光粒度仪通过测量光散射的角度和强度来计算气溶胶颗粒的直径大小。
另外，激光粒度仪还可以利用多角度散射来推断颗粒形状和化学成分，从而更全面地了解气溶胶的特性。
二、质谱法质谱法是一种基于质量-电荷比的原理测量气溶胶粒子的化学组成和浓度的方法。
质谱仪通过将气溶胶颗粒进行离子化，并根据其质量-电荷比来分离和定量不同离子。
这种方法可以提供关于气溶胶成分、浓度和来源的详细信息。
质谱法在大气监测和科学研究中得到广泛应用，特别是在了解气溶胶对气候和空气质量的影响方面发挥着重要作用。
三、化学分析方法化学分析方法是通过对气溶胶样本进行化学分析来了解其化学成分和浓度的方法。
常见的化学分析方法包括原子吸收光谱、电感耦合等离子体质谱和离子色谱等。
这些方法能够对气溶胶中的元素和化合物进行准确的定量分析，从而揭示其来源和影响因素。
四、遥感方法遥感方法是通过使用卫星和飞机等远距离的观测手段来获取大气中气溶胶的信息。
遥感方法可以提供气溶胶分布的空间和时间变化特征。
其中，可见光和红外遥感技术是最常用的方法，通过测量气溶胶对太阳光的吸收、散射和辐射来推断气溶胶的光学性质和浓度。
这种方法具有无侵入性和较大的监测范围，对于对大范围的气溶胶监测具有重要意义。
总结大气中气溶胶的测量与监测是气象学、环境科学和工程领域的关键任务。
光学方法、质谱法、化学分析方法和遥感方法是常用的气溶胶测量技术。
这些方法可以提供气溶胶粒子的尺寸、化学组成、浓度和来源等重要信息，为研究气溶胶对气候和环境质量的影响提供支持。
基于卫星遥感技术的气溶胶光学特性定量反演第一章绪论气溶胶是指悬浮在大气中的小颗粒物质，包括灰尘、烟雾、霾、大气污染等污染颗粒物。
气溶胶直接影响环境、健康和气候变化，其中光学特性是气溶胶的重要性质之一。
定量地反演气溶胶光学特性能够提高我们对气溶胶的认识，为环境保护、气候变化和空气质量的预测提供重要参考和依据。
而遥感技术在光学特性反演中的应用已逐渐成为一种有效的手段。
第二章气溶胶散射光学特性气溶胶散射是光在气溶胶颗粒表面发生反射、透射、折射等作用后出射到大气中的过程。
受到散射作用影响，气溶胶光学特性对光的波长、入射角、颗粒大小、状况等因素具有一定的依赖性。
散射光学特性的定量反演，是测量和分析气溶胶浓度和组成的重要途径。
第三章遥感技术在气溶胶光学特性反演中的应用卫星遥感技术在光学特性反演中具有优越性，其具备高时空分辨率、覆盖范围广、连续观测等特点。
卫星对气溶胶的遥感观测方式千姿百态，包括可见光、红外、微波等多种波段。
对于可见光波段，反演气溶胶光学特性一般通过研究气溶胶散射光谱实现。
此外，卫星遥感技术还可以通过对大气分子散射、太阳辐射传输、云覆盖等特性的观测，对气溶胶光学特性进行反演。
第四章气溶胶光学特性反演算法气溶胶光学特性反演涉及到多学科知识，需要利用计算机模型和软件工具实现。
典型的反演算法有改进的Dubovik方法、最小二乘拟合方法、土壤气溶胶模型等。
其中最小二乘拟合方法是通过对气溶胶颗粒大小分布的拟合来反演气溶胶光学厚度，相位函数等参数。
而固体球面散射模型是目前应用最为广泛的反演算法之一，它是利用数学模型将气溶胶特征与反演参数联系起来，通过对反演参数的研究分析气溶胶颗粒大小、分布、形状等特性。
第五章气溶胶光学特性反演的进展和展望气溶胶光学特性反演技术的研究由来已久，但随着遥感技术、人工智能技术不断提升，气溶胶光学特性反演精度和可信度有望进一步提高。
同样，一定程度上存在一些不确定性，这需要对反演算法和模型的不断优化和修正。
