基于高分五号卫星紫外可见高光谱的大气污染成分反演方法技术

本发明专利技术公开了一种基于高分五号卫星紫外可见高光谱的大气污染成分反演方法，通过对高分五号卫星紫外可见高光谱进行反演计算，可以精确的获得大气污染成分的柱浓度，从而能够实现大范围长时间的大气污染成分连续有效观测。并且，还可以根据高分五号仪器特性和光谱特征，实现光谱信噪比低和稳定性差情形下的光谱二次定标，进而提升反演精度。

【技术实现步骤摘要】
基于高分五号卫星紫外可见高光谱的大气污染成分反演方法
本专利技术涉及空气质量遥感监测
，尤其涉及一种基于高分五号卫星紫外可见高光谱的大气污染成分反演方法。
技术介绍
大气污染精准监测是污染问题管控和治理的重要前提。现有的生态环境部门常规大气污染监测依赖地基化学原位检测、地基光学遥感观测等手段方式，无法实现大范围长时间的连续有效观测。卫星观测通常能够实现大范围全局观测，有着地面监测无法企及的优势。但是由于宇宙射线辐射、氧原子和紫外暴露等复杂空间条件，往往光谱质量和产品反演精度也容易受限。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于高分五号卫星紫外可见高光谱的大气污染成分反演方法，能够实现大范围长时间的大气污染成分连续有效观测。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于高分五号卫星紫外可见高光谱的大气污染成分反演方法，包括：获取高分五号卫星的紫外和可见光通道的高光谱数据集，利用其中的太阳辐照度数据对地球辐亮度进行归一化，并得到卫星视角下观测的大气顶的反照率光谱；根据大气中太阳光的指本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高分五号卫星紫外可见高光谱的大气污染成分反演方法，其特征在于，包括：/n获取高分五号卫星的紫外和可见光通道的高光谱数据集，利用其中的太阳辐照度数据对地球辐亮度进行归一化，并得到卫星视角下观测的大气顶的反照率光谱；/n根据大气中太阳光的指数消光特性，结合大气顶的反照率光谱，构建线性化形式的辐射传输模型；/n基于辐射传输模型通过线性化拟合的方式，反演出痕量气体的斜柱浓度。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于高分五号卫星紫外可见高光谱的大气污染成分反演方法，其特征在于，包括：
获取高分五号卫星的紫外和可见光通道的高光谱数据集，利用其中的太阳辐照度数据对地球辐亮度进行归一化，并得到卫星视角下观测的大气顶的反照率光谱；
根据大气中太阳光的指数消光特性，结合大气顶的反照率光谱，构建线性化形式的辐射传输模型；
基于辐射传输模型通过线性化拟合的方式，反演出痕量气体的斜柱浓度。


2.根据权利要求1所述的一种基于高分五号卫星紫外可见高光谱的大气污染成分反演方法，其特征在于，大气顶的反照率光谱R计算公式为：



其中，λ对光谱对应的波长，θ为太阳天顶角，I为地球辐亮度，E为太阳辐照度数据，π为圆周率。


3.根据权利要求1或2所述的一种基于高分五号卫星紫外可见高光谱的大气污染成分反演方法，其特征在于，辐射传输模型的公式为：



其中，λ对光谱对应的波长，R(λ)为大气顶的反照率光谱，σi(λ)为痕量气体的吸收截面，Si为气体的斜柱浓度，为卷积符号，L(λ)为高分五号的仪器响应函数，i为痕量气体中的气体种类，p(λ)为用来代表大气中光的瑞利散射、米散射、和云与地面的反射效应的多项式。


4.根据权利要求1所述的一种基于高分五号卫星紫外可见高光谱的大气污染成分反演方法，其特征在于，
对高光谱数据集中的光谱波长和仪器响应函数进行参数化标定，获得二次标定后的地球辐亮度，并利用二次定标后的地球辐亮度计算新的大气顶的反照率光谱，作为大气顶的反照率的高分五号实测光谱；再利用辐射传输模拟值，对大气顶的反照率的高分五号实测光谱进行辐射量的线性修正，得到修正后的大气顶的反照率光谱；
从各痕量气体中选取吸收强度满足设定要求的光谱波段，再结合修正后的大气顶的反照率光谱在选定的光谱波段中进行光谱拟合，反演出痕量气体的斜柱浓度。


5.根据权利要求4所述的一种基于高分五号卫星紫外可见高光谱的大气污染成分反演方法，其特征在于，所述对高光谱数据集中的光谱波长和仪器响应函数进行参数化标定，获得二次标定后的地球辐亮度包括：
引入参数Δλ代表波长λ的偏移量，aj(λ-λc,j)代表相对于第j个波长窗口中心波长λc,j的拉伸量，aj为拉伸系数；
在光谱反演前，太阳原始光谱I0和痕量气体的吸收截面都需要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘诚，张成歆，苏文静，夏丛紫，赵飞，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34