[发明专利]一种机载光谱遥感监测臭氧浓度的方法及系统

说明书

本发明提供一种机载光谱遥感监测臭氧浓度的方法及系统，利用臭氧对紫外波段吸收的原理，通过光谱相机对待检测空域进行遥感监测，获取目标紫外辐射亮度值；利用遥感反演算法计算近地面臭氧浓度；叠加卫星地图形成近地面的臭氧分布热力图。实现了对流层，尤其是近地面臭氧浓度的快速监测，并直观展示。

技术领域

本发明涉及高光谱遥感技术领域，尤其涉及一种机载光谱遥感监测臭氧浓度的方法及系统。

背景技术

臭氧是地球大气中十分重要但又非常特殊的微量气体，它是影响对流层、平流层大气动力、热力、辐射、化学等过程的重要成分之一。大气层中，90％的臭氧集中于平流层，减少太阳光到达地球表面的紫外辐射，是地球上的生物赖以生存的保护层。另外10％的臭氧存在于对流层中，对人体有害，臭氧污染是目前影响城市空气质量的主要污染因子之一。因此，了解和监测平流层中臭氧浓度变化及分布情况，对空气质量预防和治理是十分重要的。

发明内容

本发明提供一种机载光谱遥感监测臭氧浓度的方法及系统，主要解决的技术问题是：如何监测平流层中臭氧浓度变化及分布情况。

为解决上述技术问题，本发明提供一种机载光谱遥感监测臭氧浓度的方法，包括：

利用臭氧对紫外波段吸收的原理，通过光谱相机对待检测空域进行遥感监测，获取目标紫外辐射亮度值；

利用遥感反演算法计算近地面臭氧浓度；

叠加卫星地图形成近地面的臭氧分布热力图。

进一步的，所述紫外波段采用260～320纳米。

进一步的，所述通过光谱相机对待检测空域进行遥感监测包括：按照设定平面分块大小对所述待检测空域所在平面进行分块，针对每一分块通过光谱相机随机采集若干个不同位置点的紫外辐射亮度值，并计算平均值，作为该分块的目标紫外辐射亮度值。

进一步的，所述设定平面分块大小为1km*1km、2km*2km、3km*3km、5km*5km、10km*10km中的一种。

进一步的，所述遥感反演算法采用基于随机变量高斯分布假设并利用贝叶斯公式的最优化方法。

进一步的，所述光谱相机搭载于无人机上，基于无人机控制实现路线自动巡回以及数据采集。

本发明还提供一种机载光谱遥感监测臭氧浓度的系统，包括：

数据采集模块，用于利用臭氧对紫外波段吸收的原理，通过光谱相机对待检测空域进行遥感监测，获取目标紫外辐射亮度值；

计算模块，用于利用遥感反演算法计算近地面臭氧浓度；

处理模块，用于叠加卫星地图形成近地面的臭氧分布热力图；

显示模块，用于显示臭氧分布热力图。

进一步的，所述数据采集模块用于按照设定平面分块大小对所述待检测空域所在平面进行分块，针对每一分块通过光谱相机随机采集若干个不同位置点的紫外辐射亮度值，并计算平均值，作为该分块的目标紫外辐射亮度值。

进一步的，所述设定平面分块大小为1km*1km、2km*2km、3km*3km、5km*5km、10km*10km中的一种。

进一步的，所述遥感反演算法采用基于随机变量高斯分布假设并利用贝叶斯公式的最优化方法。

本发明的有益效果是：

根据本发明提供的一种机载光谱遥感监测臭氧浓度的方法及系统，利用臭氧对紫外波段吸收的原理，通过光谱相机对待检测空域进行遥感监测，获取目标紫外辐射亮度值；利用遥感反演算法计算近地面臭氧浓度；叠加卫星地图形成近地面的臭氧分布热力图。实现了对流层，尤其是近地面臭氧浓度的快速监测，并直观展示。