一种基于地基光谱仪测量数据的大气气溶胶光学厚度估算方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于地基光谱仪测量数据的大气气溶胶光学厚度估算方法和装置。该方法的步骤包括：1)基于大气辐射传输软件模拟的不同组合情况下的天空光比例，建立以大气廓线类型、太阳天顶角、气溶胶光学厚度为多维索引的400nm‑1000nm之间单一波长对应的光谱天空光比例查找表；2)利用地基光谱仪和标准参考板测量天空光比例；3)基于多维索引从步骤1)建立的查找表中提取出观测时刻对应的局部查找表数据，计算查找表中不同大气气溶胶光学厚度对应的天空光比例与实际测量的天空光比例之间的距离，并利用二次函数进行拟合，得到最终的气溶胶光学厚度估算值。本发明专利技术能够利用地面测量的光谱天空光比例估算大气气溶胶光学厚度。

A method and device for estimating atmospheric aerosol optical thickness based on the measured data of ground-based spectrometer

【技术实现步骤摘要】
一种基于地基光谱仪测量数据的大气气溶胶光学厚度估算方法和装置
本专利技术属于定量遥感反演的
，特别涉及一种利用地面测量的光谱天空光比例估算大气气溶胶光学厚度的方法和装置。
技术介绍
大气气溶胶是地球—大气—海洋系统的重要组成部分，气溶胶浓度是全球气候变化、区域环境研究的重要参数。大气中的气溶胶粒子对入射电磁波具有吸收和散射作用，从而使得光束被衰减，这种衰减作用称为消光。对气溶胶的监测主要是监测气溶胶光学厚度(AerosolOpticalDepth)，其定义为沿电磁波传输路径，气溶胶消光系数在垂直方向上的积分。气溶胶光学厚度表征了大气浑浊度的一个重要物理量，它对研究大气污染、气溶胶辐射效应具有重要意义，并在一定程度上能反映区域大气的污染程度。同时，气溶胶光学厚度影响对地观测光学遥感信息的重要大气成分，是进行光学遥感数据(400nm-2500nm)大气纠正的不可或缺的关键参数。遥感是获取区域尺度与全球尺度大气气溶胶光学厚度的唯一途径，至今已发展了遥感估算气溶胶光学厚度的多种算法，包括暗目标法、深蓝算法、多角度算法、偏振遥感算法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于地基光谱仪测量数据的大气气溶胶光学厚度估算方法，其步骤包括：/n建立以大气廓线类型、太阳天顶角、气溶胶光学厚度为多维索引的单一波长对应的天空光比例查找表；/n利用地基光谱仪和标准参考板测量实际的天空光比例；/n基于天空光比例查找表和实际的天空光比例，采用最短距离法确定气溶胶光学厚度。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于地基光谱仪测量数据的大气气溶胶光学厚度估算方法，其步骤包括：
建立以大气廓线类型、太阳天顶角、气溶胶光学厚度为多维索引的单一波长对应的天空光比例查找表；
利用地基光谱仪和标准参考板测量实际的天空光比例；
基于天空光比例查找表和实际的天空光比例，采用最短距离法确定气溶胶光学厚度。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于大气辐射传输软件MODTRAN模拟的不同组合情况下的天空光比例，建立所述天空光比例查找表。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，选择热带、中纬度夏季、中纬度冬季、亚极地夏季、亚极地冬季五种标准大气廓线，在每一种大气廓线下，设置0°～70°共15个等级的太阳天顶角，在每一个天顶角下设置0.01～2.0共29个等级的气溶胶光学厚度，在每一种大气廓线、太阳天顶角、气溶胶光学厚度组合下，调用大气辐射传输模型MODTRAN模拟出该种组合下，在高程为0m处到达地面的400nm-1000nm波长范围内的太阳直射光通量Ldif(λ)与天空散射光通量Ldir(λ)，并按公式r(λ)＝Ldif(λ)/Ldir(λ)计算出各个单一波长处的天空光比例。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，基于模拟的不同组合情况下的光谱天空光比例，建立以大气廓线类型、太阳天顶角、气溶胶光学厚度为索引的400nm-1000nm之间单一波长对应的光谱天空光比例查找表。


5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用地基光谱仪和标准参考板测量实际的天空光比例，包括以下步骤：
测量光照条件下的标准参考板反射的光谱辐亮度Lsun；
在同样观测几何条件下，利用专用遮阴板在太阳直射光方向遮挡到达标准参考板的直射光，测量遮阴情况下标准参考板反射的光谱辐亮度Lshd；
根据Lsun和Lshd计算测量时刻对应的实际的天空光比例。


6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂婧，任华忠，曾晖，郭金鑫，朱金顺，郑逸童，陈姗姗，董家集，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11