[发明专利]基于激光雷达探测的CO2

说明书

本发明提供一种基于激光雷达探测的CO₂浓度测量方法及系统，在进行无人机测量后，基于间接平差得到的高精度云分层反演CO₂，包括假设当激光雷达过境，探测下方有上下两朵云的时候，设飞机与高云之间的差分吸收光学厚度DAOD记为DAOD_(t1)，高云与低云之间的差分吸收光学厚度DAOD记为DAOD_(t2)，低云与地面之间的差分吸收光学厚度DAOD记为DAOD_(t3)；将相邻无云的情况下的整层DAOD值作为真值，作为浓度真实值约束分层反演；待修正的初始值采用直接测量得到的差分吸收光学厚度，相应建立间接平差的误差方程，解算获取间接平差后更精确的差分吸收光学厚度并获得相应的CO₂浓度。本发明不仅可以提高反演精度以及稳定性，而且实施过程简单有效，适用性强。

技术领域

本发明涉及大气遥感领域，尤其涉及一种基于激光雷达探测的CO₂浓度测量方法及系统。

背景技术

巴西亚马逊雨林的严重火灾，澳大利亚持续燃烧四个月的山火，东非及西亚地区的罕见蝗灾，南极洲冰川开始出现的大规模融化，全球气候变暖导致已经过去的2019年里发生众多自然灾害，专家表明，2020年的自然灾害不会更少，而是可能更多。太平洋厄尔尼诺现象开始重现，印度可能因为春季季风推迟而导致干旱。从NOAA的长期记录来看，2020年1月是较之前最热的1月。从人类观察气候变化以来，最近几十年内的全球气温上升大家有目共睹，每一年温度都创新高，全球气候变暖正在到来。俄罗斯科学家佩列韦坚采夫表示“为了确保气候的稳定性，有必要将温室气体排放量减至1998年的水平。”而温室气体主要组成成分为CO₂，因此控制以及减少CO₂的排放成为了一个关键问题，提高CO₂的观测精度也尤为重要。

目前主要利用差分吸收激光雷达进行CO₂浓度探测，差分吸收激光雷达发射两束激光束，一束激光被CO₂分子强吸收，称为on波长激光，一束激光被CO₂分子弱吸收，称为off波长激光，通过测量随高度变化的大气CO₂吸收的变化来反映CO₂浓度分布。武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室的研究团队一直致力于不断提高CO₂的观测精度，提出了多项专利申请，例如CN105510260B、CN108267725A等。但大多是在探测方法、探测仪器上进行改进，有的则需要在具体的条件下起作用，具有很大的局限性和复杂性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中通过直接测量计算得出CO₂浓度的精度较低，提供一种基于激光雷达探测的CO₂浓度高精度测量方案。

本发明所采用的技术方案提供一种基于激光雷达探测的CO₂浓度测量方法，在进行无人机测量后，基于间接平差得到的高精度云分层反演CO₂，实现方式包括以下处理，

假设当激光雷达过境，探测下方有上下两朵云的时候，设飞机与高云之间的差分吸收光学厚度DAOD记为DAOD_(t1)，高云与低云之间的差分吸收光学厚度DAOD记为DAOD_(t2)，低云与地面之间的差分吸收光学厚度DAOD记为DAOD_(t3)；将相邻无云的情况下的整层 DAOD值作为真值DAOD_(r)，作为浓度真实值约束分层反演；