[发明专利]利用卫星遥感监测近地面细颗粒物质量浓度的方法

权利要求书

1.一种利用卫星遥感监测近地面细颗粒物质量浓度的方法，其特征在于：利用卫星上搭载的可见光及近红外光通道，获得各单色光的卫星辐射值； 

通过各单色光的卫星辐射值分别计算得到其表观反照率； 

通过各单色光的表观反照率去除地表和大气分子的贡献，计算得到各像元的气溶胶消光贡献量； 

获取地面监测点的PM_2.5质量浓度，并与该监测点对应的卫星测得气溶胶消光贡献量相除，得到该监测点PM_2.5质量浓度与对应的像元的气溶胶消光贡献量的比值； 

利用该比值分别和各像元的气溶胶消光贡献量相乘，得到各像元的PM_2.5质量浓度。 

2.根据权利要求1所述的利用卫星遥感监测近地面细颗粒物质量浓度的方法，其特征在于：所述卫星辐射值是将卫星探测得到的数值信号按一定比例缩放为SI格式存储，计算得到各单色光的卫星观测反照率，其具体公式为： 

ρ＝reflectance_scales×(SI-reflectance_offsets) 

其中：ρ为卫星观测反照率，reflectance_scales为比例缩放系数，reflectance_offsets为反照率截距。 

3.根据权利要求2所述的利用卫星遥感监测近地面细颗粒物质量浓度的方法，其特征在于：各单色光垂直路径上的表观反照率可通过以下公式获得： 

ρ*＝ρ/cos(θ) 

其中：ρ*为垂直路径表观反照率，θ为太阳天顶角。 

4.根据权利要求3所述的利用卫星遥感监测近地面细颗粒物质量浓度的方法，其特征在于：所述各单色光包括波长为0.66μm的红光、波长为0.47μm的蓝光和波长为2.1μm的近红外光。 

5.根据权利要求4所述的利用卫星遥感监测近地面细颗粒物质量浓度的方法，其特征在于：所述气溶胶消光贡献量通过以下方式获得： 

采用红光和近外红光组合测定： 

分别获得红光的表观反照率ρ_0.66*和近外红光的地表表观反照率ρ_2.1*，通过ρ_2.1*计算得到红光的地表反照率ρ_0.66，其计算公式为ρ_0.66＝ρ_2.1*/2， 

再计算气溶胶消光贡献量ACR，其具体公式为：ACR_0.66＝ρ_0.66*-ρ_0.66

采用蓝光和近红外光组合测定： 

分别获得蓝光的表观反照率ρ_0.47*和近红外光的表观反照率ρ_2.1*，通过ρ_2.1*计算得到蓝光的地表反照率ρ_0.47，其计算公式为ρ_0.47＝ρ_2.1*/4， 

再计算气溶胶消光贡献量ACR，其具体公式为：ACR_0.47＝ρ_0.47*-ρ_0.47。

6.根据权利要求5所述的利用卫星遥感监测近地面细颗粒物质量浓度的方法，其特征在于：所述PM_2.5质量浓度为PM，所述PM_2.5质量浓度与所述气溶胶消光贡献量的比值为k，其具体计算公式为：k＝PM/ACR。 

7.根据权利要求1所述的利用卫星遥感监测近地面细颗粒物质量浓度的方法，其特征在于：所述地面监测点的数量为若干个。 

8.根据权利要求7所述的利用卫星遥感监测近地面细颗粒物质量浓度的方法，其特征在于：统计各监测点所测得PM_2.5质量浓度，并将这些数值与该点对应的气溶胶消光贡献量的数据一一对应，并在绘制在二维坐标系上。 

9.根据权利要求8所述的利用卫星遥感监测近地面细颗粒物质量浓度的方法，其特征在于：根据二维坐标系上绘制的点，在二维坐标系上线性拟合，并根据该线性直线推算出所述PM_2.5质量浓度与所述气溶胶消光贡献量之间的关系公式PM＝c·ACR+d。 

10.根据权利要求6所述的利用卫星遥感监测近地面细颗粒物质量浓度的 方法，其特征在于：所述地面监测点的数量为若干个，实地测得PM_2.5质量浓度为PM_S，根据系数k推算出各个实地监测点对应的卫星推算数据PM，并将各个实地监测点的PM_S与PM一一对应，并在PM_S/PM二维坐标系上绘制对应数据，并进行线性拟合，并根据该线性关系推算出PM_S和PM之间的关系公式PM_S＝a·PM+b。