基于DT和DB算法的關(guān)中地區(qū)冬季氣溶膠光學(xué)厚度反演研究

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1、分類號(hào):P407學(xué)校代碼：10697密級(jí):公開學(xué)號(hào)：201531598碩士專業(yè)學(xué)位論文DissertationfortheProfessionalDegreeofMaster基于DT和DB算法的關(guān)中地區(qū)冬季氣溶膠光學(xué)厚度反演研究學(xué)科名稱：環(huán)境工程專業(yè)學(xué)位類別：工程碩士作者：周永芳指導(dǎo)老師：王旭紅教授西北大學(xué)學(xué)位評(píng)定委員會(huì)二〇一八年六月ResearchonWinterAerosolOpticalThicknessRetrievalinGuanzhongAreaBasedonDTandDBAlgorithmsAthesi

2、ssubmittedtoinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinEnvironmentalEngineeringByZHOUYongfangSupervisor:WANGXuhongProfessorJun2018西北大學(xué)學(xué)位論文知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明書本人完全了解西北大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定。學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印Z件和電子版。本人允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)西北大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)

3、數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。同時(shí)授權(quán)中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所等機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文收錄到《中國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》或其它相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)。保密論文待解密后適用本聲明。學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：年月日年月日----------------------------------------------------------------------------------------------西北大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的

4、研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，本論文不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含為獲得西北大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名：年月日摘要摘要隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程不斷加快環(huán)境問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重，許多地區(qū)頻頻遭遇罕見的連續(xù)高強(qiáng)度大氣污染。為了滿足區(qū)域性連續(xù)監(jiān)測(cè)氣溶膠的要求、完成更高效的氣溶膠科學(xué)監(jiān)測(cè)、更精準(zhǔn)快速的分析和預(yù)報(bào)氣溶膠擴(kuò)散趨勢(shì)，需要將遙感反演監(jiān)測(cè)氣溶膠的方法于地基監(jiān)測(cè)方法相結(jié)合組

5、成完整的“天地”一體化監(jiān)測(cè)體系。應(yīng)用暗像元法和深藍(lán)算法分別對(duì)關(guān)中地區(qū)冬季氣溶膠進(jìn)行反演，通過(guò)與MODIS氣溶膠產(chǎn)品和地基監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)進(jìn)行精度驗(yàn)證，分析兩種反演算法在關(guān)中地區(qū)的適用性。旨在提供高精度的實(shí)時(shí)氣溶膠連續(xù)監(jiān)測(cè)辦法，為區(qū)域性氣溶膠監(jiān)測(cè)、污染源揭示、擴(kuò)散趨勢(shì)預(yù)測(cè)提供更高效準(zhǔn)確的方法。研究中涉及的主要內(nèi)容包括暗像元反演算法的優(yōu)化、暗目標(biāo)的確定、深藍(lán)算法代碼編寫、深藍(lán)算法地表反射率庫(kù)的構(gòu)建。主要取得了以下研究成果：（1）完成暗像元算法的優(yōu)化，提高反演效率，完成暗像元法對(duì)關(guān)中地區(qū)氣溶膠的反演，其結(jié)果表示暗像元法反演結(jié)果雖

6、然在大趨勢(shì)上與氣溶膠產(chǎn)品以及地面測(cè)站數(shù)據(jù)吻合，但其反演精度較低，不適用于精度較高的氣溶膠定量反演。但是其優(yōu)勢(shì)在于反演流程簡(jiǎn)單、需要的數(shù)據(jù)易獲取，在氣溶膠監(jiān)測(cè)應(yīng)用中，能夠使用暗像元方法完成簡(jiǎn)單的趨勢(shì)分析、模擬大氣污染物的擴(kuò)散路徑。（2）編寫深藍(lán)算法代碼，完成基于深藍(lán)算法的關(guān)中地區(qū)的氣溶膠反演，結(jié)果表明，深藍(lán)算法在關(guān)中地區(qū)冬季氣溶膠反演中具有良好的適用性，反演結(jié)果相比暗像元反演結(jié)果更連續(xù)，精確度更高。與氣溶膠產(chǎn)品和地基測(cè)站數(shù)據(jù)之間均具有較高的線性擬合度。將此方法用于監(jiān)測(cè)關(guān)中地區(qū)冬季氣溶膠狀況，能夠彌補(bǔ)地基監(jiān)測(cè)方法的不足，

7、對(duì)關(guān)中地區(qū)冬季氣溶膠進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，反應(yīng)關(guān)中區(qū)域氣溶膠的分布情況以及污染物的擴(kuò)散過(guò)程，對(duì)連續(xù)天霧霾過(guò)程完成污染源追蹤和擴(kuò)散預(yù)警可以用于關(guān)中地區(qū)冬季氣溶膠的連續(xù)監(jiān)測(cè)。（3）在總結(jié)兩種反演方法的基礎(chǔ)上對(duì)反演結(jié)果進(jìn)行誤差分析，繼而探討了影響反演精度的主要原因以及對(duì)應(yīng)的解決辦法。并使用深藍(lán)算法對(duì)關(guān)中地區(qū)冬季連續(xù)天霧霾過(guò)程中的AOD進(jìn)行反演，分析關(guān)中地區(qū)氣溶膠的分布情況以及連續(xù)天霧霾過(guò)程中氣溶膠的擴(kuò)散模式，并且與風(fēng)向數(shù)據(jù)結(jié)合，分析了風(fēng)向?qū)馊苣z擴(kuò)散的影響。遙感技術(shù)反演氣溶膠光學(xué)厚度的方法與地基監(jiān)測(cè)方法相比有明顯的優(yōu)勢(shì)，可以高效完

8、成氣溶膠的科學(xué)監(jiān)測(cè)，精準(zhǔn)快速分析預(yù)報(bào)氣溶膠擴(kuò)散趨勢(shì)，對(duì)有關(guān)部門及時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)警和改善空氣污染問(wèn)題具有十分重要的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：暗像元法，深藍(lán)算法，氣溶膠光學(xué)厚度，大氣輻射傳輸模型，AOD空間格局演變I西北大學(xué)碩士學(xué)位論文IIABSTRACTABSTRACTWiththeacceleratingeconomicdevelopmentandurba