全文总字数：2483字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

大气气溶胶，是固体或液体在大气中的悬浮体系，粒子直径多为0.001～100μm 之间^[1]气溶胶在大气中的含量较少，质量仅占整个大气质量的十亿分之一，但它对空气质量、能见度、气候变化、太阳散射与辐射以及人类健康有着重要的影响。随着北京市城市化进程的加快和人口增加，城市的空气质量面临着新的问题，大量的污染气体由人类活动排放到大气中，通过气粒转化过程形成二次气溶胶，对城市的大气环境已经产生显著的影响并危害当地市民的健康。尽管北京目前已经建立地面观测站对空气污染进行检测，但由于观测站点有限且分布不均匀，很难有效准确地反应空气污染的状况。而卫星遥感相比传统地面观测手段具有时效性高、覆盖面广、分辨率高等特点，使得其成为一种有效的监控手段。而中分辨率成像光谱仪（MODIS）作为卫星上搭载的传感器，能够每天覆盖全球一次，具有36个观测通道，因此基于MODIS数据，对北京市的大气气溶胶进行相应的监测，对北京市空气污染的时空分布情况进行分析，从而为北京的空气污染治理以及城市规划提供指导性的意见。

国内外研究现状

目前国内外已经有诸多学者基于MODIS数据对气溶胶反演进行了研究。李成才^[2]等（2003）利用 AOD （气溶胶光学厚度）数据分析了北京地区的气溶胶分布情况，验证了MODIS AOD数据的可靠性，并与地面监测数据进行了对比分析，证实了AOD数据在大气污染研究中的可行性。何秀^[3]等(2010)在对AOD进行垂直与湿度订正后和地面观测PM10浓度数据进行了对比分析，证实了MODIS产品可用于PM10质量浓度的监测。S. S. Gillingham^[4]（2012）基于反演MODIS数据的暗像元法，对Landsat-5卫星图像的气溶胶光学厚度进行校正反演，随后利用太阳光度计作为参考数据集，研究了暗像元法在Landsat-5卫星数据上也是适用的。A.Chudnovsky^[5]等（2014）为了解决MODIS 10km分辨率的数据产品不适合研究城市地区气溶胶的空间变化的问题，研究了一种新的大气校正算法，该算法能够提供1km分辨率的气溶胶数据，使用该算法在波士顿地区研究PM2.5与AOD（气溶胶光学厚度）的关系，并引用该关系预测当地的PM2.5浓度，验证了预测值与实际观测值高度相关，为获得城市PM2.5浓度提供了一种新的手段。王晶杰^[6]等（2015）则利用SARA算法队京津冀地区的气溶胶进行反演，验证了有效性、精度以及适用性，并细化了其中的差异。现有研究证明了基于MODIS数据的气溶胶监测的可行性，也通过不同方面，利用了的不同的算法，研究了气溶胶光学厚度与各种微粒的关系。

2. 研究的基本内容

本文将利用气溶胶反演算法中的经典的暗像元法（DDV），也叫浓密植被法，来对北京市大气气溶胶进行反演。将下载好的北京市MODIS数据载入到ENVI5.1中，利用暗像元计算出出程辐射，代入适当的大气纠正模型，获得相应的参数，通过计算得到地物真实的发射率。对发射率文件进行几何校正，导出GCP控制点并合成裁剪，随后对反射率文件进行校正合成裁剪的工作。利用扩展工具将得到的数据进行云检测，查找表，最终得到气溶胶反演的结果^[7]。

随后根据ENVI5.1得出的结果进行分析北京市当地气溶胶浓度的变化趋势以及分布情况。对不同行业、不同领域产生的影响，并将反演结果与实际情况作相应的参考，总结得出结论，从而达到基于MODIS数据的气溶胶遥感研究的目的。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

2.28-3.1 下载好北京市的modis数据

3.2-3.4对反射率进行几何纠正

3.5-3.7对发射率进行几何纠正

4. 参考文献

[1] 唐孝炎,陈旦华.大气污染化学研究概况[j].环境化学,1982(03):179-185.

[2] 李成才,毛节泰,刘启汉,刘晓阳,刘桂青,朱爱华.利用modis光学厚度遥感产品研究北京及周边地区的大气污染[j].大气科学,2003(05):869-880 951-953.

[3] 何秀,邓兆泽,李成才,刘启汉,王美华,刘晓阳,毛节泰.modis气溶胶光学厚度产品在地面pm_(10)监测方面的应用研究[j].北京大学学报(自然科学版),2010,46(02):178-184.