氣溶膠遙感定量反演研究與應用

序前言第1章 氣溶膠及其遙感監(jiān)測 1.1 引言 1.1.1 對氣候的影響 1.1.2 對環(huán)境的影響 1.1.3 對遙感定量化的影響 1.2 氣溶膠來源與類型 1.2.1 大氣層熱力結(jié)構(gòu) 1.2.2 平流層氣溶膠 1.2.3 對流層氣溶膠 1.2.4 氣溶膠類型 1.3 氣溶膠的物理性質(zhì) 1.3.1 氣溶膠的粒徑 1.3.2 氣溶膠粒徑子譜 1.3.3 氣溶膠粒子尺度描述 1.3.4 氣溶膠粒子三模態(tài)分布 1.3.5 復折射指數(shù) 1.4 氣溶膠光學性質(zhì) 1.5 氣溶膠遙感探測 1.5.1 氣溶膠科學與遙感 1.5.2 氣溶膠探測的相關衛(wèi)星與載荷 1.5.3 衛(wèi)星遙感探測氣溶膠的反演方法 1.5.4 地基遙感監(jiān)測第2章 氣溶膠散射基本特性 2.1 引言 2.2 單粒子幾何描述及其散射特性 2.2.1 單粒子散射 2.2.2 單粒子散射的幾何描述 2.2.3 單粒子散射的相關特性 2.3 偏振光的表征與Stokes參數(shù) 2.3.1 簡諧波與橢圓偏振 2.3.2 Stokes參數(shù) 2.3.3 Stokes參數(shù)的測量與計算 2.4 球形粒子Mie散射 2.4.1 散射相矩陣 2.4.2 球形Mie散射 2.5 分子散射 2.6 粒子群散射特性 2.7 非球形粒子散射 2.8 非球形冰晶散射 2.8.1 幾何反射與折射 2.8.2 冰晶散射特性的蒙特卡羅模擬！第3章 大氣輻射傳輸基本理論 3.1 引言 3.2 輻射傳輸方程 3.2.1 傳輸方程 3.2.2 比爾一布格一朗伯定律 3.2.3 平面平行大氣的傳輸方程 3.2.4 矢量輻射傳輸方程 3.3 輻射傳輸方程求解中的基本算法 3.3.1 輻射傳輸方程的Fourier變換 3.3.2 散射相矩陣的Legendre展開 3.3.3 高斯型求積公式 3.4 前向散射的快速算法 3.4.1 M方法 3.4.2 fit方法 3.5 大氣輻射傳輸?shù)幕窘夥ê喗? 3.5.1 連續(xù)階散射近似與SOS 3.5.2 倍加累加法與RT3 3.5.3 其他方法第4章 地基太陽光度計反演氣溶膠 4.1 引言 4.2 觀測儀器 4.3 儀器定標 4.3.1 無水汽影響通道定標 4.3.2 水汽通道(936nm)定標 4.3.3 靈山定標試驗結(jié)果 4.4 氣溶膠光學厚度反演 4.4.1 氣溶膠光學厚度反演方法 4.4.2 CE318數(shù)據(jù)處理軟件介紹第5章 地基多角度偏振光度計反演氣溶膠 5.1 引言 5.2 Dubovik和King的反演方法 5.2.1 前向模型 5.2.2 氣溶膠光學性質(zhì)的物理模式 5.2.3 多源數(shù)據(jù)的統(tǒng)計最優(yōu)化反演 5.2.4 最小值求取方法 5.3 多角度偏振反演方法 5.3.1 氣溶膠光學性質(zhì)反演 5.3.2 氣溶膠物理性質(zhì)反演 5.3.3 反演實驗第6章 地基激光雷達反演氣溶膠 6.1 引言 6.2 微脈沖激光雷達簡介 6.3 激光雷達數(shù)據(jù)預處理過程 6.4 激光雷達探測氣溶膠消光系數(shù) 6.4.1 Collis斜率法 6.4.2 Klett方法 6.4.3 Fernald方法 6.5 激光雷達探測混合層高度 6.6 激光雷達探測氣溶膠的退偏振比 6.7 觀測結(jié)果第7章 MODIS數(shù)據(jù)反演海洋氣溶膠 7.1 引言 7.2 基本原理 7.3 數(shù)據(jù)預處理 7.4 反演算法 7.5 結(jié)果示例第8章 多角度偏振反演海洋氣溶膠 8.1 引言 8.2 POLDER／PARASOL簡介 8.2.1 POLDER／PARASOL探測器特性 8.2.2 PARASOL數(shù)據(jù)格式 8.2.3 PARASOL相關參數(shù) 8.3 海洋表面偏振模型 8.3.1 Cox—Munk粗糙海面的BPDF模型 8.3.5 BPDF模型模擬 8.4 查找表的參數(shù)設置 8.5 數(shù)據(jù)預處理算法 8.5.1 大氣分子散射 8.5.2 波浪的菲涅爾反射 8.5.3 海面泡沫反射率 8.5.4 離水反射 8.6 氣溶膠反演過程 8.6.1 數(shù)據(jù)選擇 8.6.2 云處理 8.6.3 太陽耀斑處理 8.7 結(jié)果與驗證第9章 MODIS數(shù)據(jù)暗目標算法反演陸地氣溶膠 9.1 引言 9.2 基本原理 9.3 地表反射噪聲去除方法 9.3.1 基于地表反射率關系的暗像元算法 9.3.2 基于地表反射率模型算法 9.4 氣溶膠模式 9.5 查找表構(gòu)建 9.6 反演插值與海拔高度校正 9.7 結(jié)果驗證 9.7.1 反演結(jié)果精度的驗證 9.7.2 全國尺度氣溶膠反演結(jié)果第10章 高空間分辨率數(shù)據(jù)反演陸地氣溶膠 10.1 引言 10.2 CCD數(shù)據(jù)反演氣溶膠的思路 10.3 CCD相機紅光和藍光波段反射率的測量 10.3.1 儀器介紹 10.3.2 測量方法 10.3.3 CCD相機紅光和藍光波段典型地物光譜數(shù)據(jù) 10.4 適合CCD數(shù)據(jù)的改進暗像元法 10.4.1 暗像元的識別 10.4.2 偽暗像元的剔除 10.5 CCD數(shù)據(jù)的氣溶膠反演 10.5.1 查找表的建立 10.5.2 數(shù)據(jù)預處理 10.5.3 氣溶膠光學厚度的反演流程 10.6 反演結(jié)果比對與誤差分析 10.6.1 氣溶膠光學厚度反演結(jié)果 10.6.2 反演結(jié)果的誤差分析第11章 結(jié)構(gòu)函數(shù)法反演陸地氣溶膠 11.1 引言 11.2 結(jié)構(gòu)函數(shù)法反演原理 11.2.1 基本原理 11.2.2 結(jié)構(gòu)函數(shù)法反演思路 11.3 結(jié)構(gòu)函數(shù)法存在的問題 11.4 結(jié)構(gòu)函數(shù)模型及其影響因素 11.4.1 結(jié)構(gòu)函數(shù)模型 11.4.2 結(jié)構(gòu)函數(shù)值的影響因素 11.5 結(jié)構(gòu)函數(shù)法反演氣溶膠例子第12章 耦合地表反射率算法反演陸地亮目標氣溶膠 12.1 引言 12.2 耦合地表反射率的地氣解耦方法 12.2.1 地表反射率 12.2.2 藍光波段地表反射率變化分析 12.3 北京地區(qū)氣溶膠模式 12.3.1 氣溶膠模式的地基觀測描述 12.3.2 北京地區(qū)的氣溶膠模式觀測結(jié)果 12.4 耦合地表反射率算法反演結(jié)果與驗證 12.4.1 耦合地表反射率算法的反演過程 12.4.2 反演試驗與驗證 12.5 誤差分析與結(jié)論 12.5.1 誤差分析 12.5.2 耦合地表反射率算法適用性評估第13章 衛(wèi)星多角度偏振反演陸地氣溶膠 13.1 引言 13.2 偏振探測的基本原理與不同散射處理方法 13.2.1 單次散射的大氣偏振 13.2.2 多次散射的大氣偏振 13.3 陸地地表偏振模型 13.3.1 土壤偏振模型 13.3.2 植被偏振模型 13.3.3 地表分類數(shù)據(jù) 13.4 氣溶膠模式 13.4.1 單峰和雙峰氣溶膠模式比較 13.4.2 氣溶膠最優(yōu)模式匹配 13.5 氣溶膠光學厚度的偏振反演 13.5.1 基于矢量輻射傳輸計算的查找表構(gòu)建 13.5.2 反演步驟 13.6 反演結(jié)果比較與分析 13.6.1 單峰與雙峰氣溶膠模式反演結(jié)果對比 13.6.2 大氣偏振單次散射和多次散射處理的反演結(jié)果 13.6.3 單次散射和多次散射之間的誤差分析 13.7 標量探測光學厚度輔助粒子譜多角度偏振反演 13.7.1 光學厚度偏振載荷的標量探測 13.7.2 地基粒子譜細粒子比例探測 13.7.3 光學厚度的細粒子比例輔助偏振粒子譜反演 13.7.4 粒子譜反演結(jié)果的地基比較第14章 氣溶膠光學厚度高性能反演算法與系統(tǒng)設計 14.1 引言 14.2 集群環(huán)境與系統(tǒng)架構(gòu) 14.2.1 集群環(huán)境 14.2.2 系統(tǒng)架構(gòu) 14.3 氣溶膠光學厚度衛(wèi)星反演處理流程 14.3.1 串行化處理流程 14.3.2 并行化處理流程 14.3.3 數(shù)據(jù)切分策略 14.4 結(jié)果與性能分析 14.4.1 并行反演結(jié)果 14.4.2 不同數(shù)據(jù)切分策略性能分析 14.5 并行環(huán)境下查找表構(gòu)建與性能分析參考文獻