葛 巍、陈良富、司一丹、葛 强、范 萌*、李莘莘*

1. 中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室,北京 100101 2. 河南大学计算机与信息工程学院,河南 开封 475004

霾光谱特性分析与卫星遥感识别算法

葛 巍1、陈良富1、司一丹1、葛 强2、范 萌1*、李莘莘1*

1. 中国科学院遥感与数字地球研究所遥感科学国家重点实验室,北京 100101 2. 河南大学计算机与信息工程学院,河南 开封 475004

近年来、我国频繁发生的灰霾污染事件和常态性的高细颗粒物浓度(PM2.5)、已经引起了全世界范围的广泛关注。卫星遥感能够对大气污染进行快速准确地监测。然而在大气遥感领域具有代表性的中分辨率成像光谱仪(NASA/MODIS)、其云监测和暗像元反演算法通常把灰霾当做薄云、雾或地表亮目标处理、无法反演霾天的气溶胶光学厚度(aerosol optical depth,AOD)。笔者研究了云、雾、霾、地表覆盖等不同像元在可见光、近红外以及红外通道的光谱特性。基于MODIS数据、参考相关的云监测和气溶胶反演算法、选取多个对灰霾敏感的光谱通道、计算表观反射率和亮度温度。针对不同波段、分别探讨了霾与薄云、低层云、雾、浓密植被和地表亮目标等像元之间的光谱差异、统计灰霾分布的阈值区间、并设计基于MODIS卫星遥感数据的灰霾识别自动处理流程。通过对2008年华北平原春夏两个重霾事件进行测试、该算法的霾分布监测结果与卫星真彩图具有较好的一致性。基于北京和香河AERONET站点观测的高AOD数据、验证了本算法的霾识别率接近80%、在一定程度能够弥补MODIS标准气溶胶算法用于灰霾天的不足。……