基于影像气溶胶反演

1、关于基于影像的气溶胶反演第1页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四一、研究背景1.大背景空气污染严重第2页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四2.概念气溶胶光学厚度（AOD） 气溶胶，是由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系；简而言之，天空中的云、雾、尘埃，工业上和运输业上用的锅炉和各种发动机里未燃尽的燃料所形成的烟，采矿、采石场磨材和粮食加工时所形成的固体粉尘，人造的掩蔽烟幕和毒烟等都是气溶胶的具体实例。3.研究区域济南市 济南市，山东省省会，辖6个市辖区市中区、历下区、天桥区、槐荫区、历城区和长清区，3个县平阴县、济阳县和商河县，1个

2、县级市章丘市，总占地面积约为8000平方公里。第3页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四二、数据准备 1.数据介绍 MODIS L1B数据：分辨率为1km。modis是搭载在terra和aqua卫星上的一个重要的传感器，是卫星上唯一将实时观测数据通过x波段向全世界直接广播，并可以免费接收数据并无偿使用的星载仪器，全球许多国家和地区都在接收和使用modis数据。2.下载网址： NASA官网：/data/search.html第4页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四三、反演过程第5页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四（一）添加扩展工具 将云

3、检测（Modis Cloud）和气溶胶反演（Modis Aerosol Inversion）两个扩展工具移动到ENVI下的extensions中。 路径一般为：C盘Program FilesExelisENVI 5.Xextensions第6页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四（二）处理流程1.打开影像 读取MODIS遥感图像数据。其中包括目标地区的经纬度、卫星天顶角与方位角、太阳天顶角与方位角等几何路径参数和图像灰度数据。 open as- EOSMODIS第7页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四2.发射率和反射率文件的几何校正 对发射率和反射率文件进

4、行几何校正。首先利用Georeference MODIS工具对发射率文件进行几何校正并同时导出GCP控制点；其次通过Warp from GCPs：Image to Map Registration工具且利用导出的控制点对反射率文件进行几何校正。 第8页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四【1】采集控制点和几何校正：Georeference MODIS- GCP（gcp.pts、 emi.img）第9页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四第10页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四emi.img 第11页，共47页，2022年，5月20日，5

5、点50分，星期四 【2】几何校正：Warp from GCPs：Image to Map Registration（ref.img）第12页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四第13页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四第14页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四ref.img第15页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四3.角度数据集重采样和几何校正。 对角度数据集（卫星天顶角Sensor Zenith，卫星方位角Sensor Azimuth，太阳天顶角Solar Zenith，太阳方位角Solar Azimuth）进行上

6、述操作。 第16页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四【1】打开：open as-Generic Formats-HDF第17页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四注意对应第18页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四【2】重采样：Raster Managerment-Resize Data第19页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四 sensor.img（与原始的MODIS数据形状相同）第20页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四 重复上述“重采样”步骤，完成 sensora.img、solarz.img

7、、solara.img。第21页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四【3】几何校正： Warp from GCPs：Image to Map Registration第22页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四第23页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四 sensorz_jz.img（与几何校正后的数据形状相同）第24页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四 重复上述“几何校正”步骤，完成sensora_jz.img、solarz_jz.img、solara_jz.img。第25页，共47页，2022年，5月20日，5点50

8、分，星期四4.波段合成 分别要进行反射率和发射率文件的合成以及四个角度数据文件的合成。第26页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四【1】角度数据集的合成 Raster Management-Laying Stacking第27页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四第28页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四第29页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四第30页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四jd_hecheng.img第31页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四 【2】发射率和反射率文

9、件的合成：重复上述“合成”步骤，对发射率和反射率文件进行合成，得到re_hecheng.img。第32页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四re_hecheng.img第33页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四5.裁剪 将上述两项合成文件进行裁剪，裁剪至“济南市”区域内。【1】将济南市矢量文件加载至ENVI中。Open第34页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四【2】发射率和反射率合成文件的裁剪 Regions of Interest-Subset Data from ROIs第35页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四

10、re_jn.img第36页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四 【3】角度数据集合成文件的裁剪 重复上述“裁剪”步骤，将进行裁剪，得到jd_jn.img。jd_jn.img第37页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四6.云检测 对反射率和发射率合成文件进行云检测，去云操作。 扩展工具 Extensions-Modis Cloud第38页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四re_cloud.img第39页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四7.波段计算 对角度数据集合成文件进行波段运算。Band Ratio-Band Math132第40页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四第41页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四第42页，共47页，2022年，5月20日，5点50分，星期四8.气溶胶光学厚度反演 利用角度数据集合成文件和云检测文件，插入基于6S模型得到的查找表文件，进行气溶胶光学厚度的反演，最终得到其在研究区范围内的分布情况。 扩展工具 Extensions-Modis Aerosol Inversion第4