基于MODIS数据的西南地区气溶胶光学厚度时空分布及影响因素研究

摘要

随着我国经济及城市化发展进程不断加快，生态环境承载能力逐渐下降，雾霾现象频繁出现，对人类出行及身体健康、环境质量等均产生较严重的影响，使得大气环境质量状况备受关注。近几年，我国多数大中城市均有空气污染现象发生，气溶胶已成为大气污染的主要因素。而气溶胶光学厚度是衡量气溶胶含量及分布的常用参数，因此，利用卫星遥感技术探究气溶胶分布具有十分重要的意义。
　　本文以2004年、2008年、2012年、2016年MODIS L1B遥感影像作为基础数据，选取暗像元法，对西南地区气溶胶光学厚度进行反演，利用 AERONET全球监测网提供的数据对反演结果进行验证，并从时间和空间尺度上对反演结果进行分析。最后，结合传统的数理统计分析方法及灰色关联度分析方法，从自然、人为活动等方面进行影响因素分析。旨在对研究区气溶胶变化、分布、影响因素更加深入的了解，促进大气环境和谐发展。主要研究结论如下：
　　（1）采用AERONET观测数据对MODIS遥感反演结果进行验证，结果表明，暗像元法反演的结果与地基遥感观测数据变化趋势基本一致。
　　（2）从时间变化来看，西南地区2004-2016年间气溶胶光学厚度值整体呈增加—减少—减少趋势，AOD值介于0.26-0.6之间。季节变化较明显，春季高于夏、秋季，且春季呈增-减-增状态。
　　（3）从空间分布来看，西南地区气溶胶光学厚度值空间分布差异显著，高值多集中在东北部，西南部相对而言低值分布较多，四省份中重庆市各年气溶胶光学厚度值均高于其他三个省份。
　　（4）从影响因素来看，自然因素中植被因素与气溶胶光学厚度在显著水平0.01时具有显著性相关关系；气象因素中各因素并非单一存在，而是多因素均有影响。分析得出平均气压、平均风速、平均温度、相对湿度以及水平能见度对气溶胶的分布影响程度呈现出：平均风速>相对湿度>水平气压>水平能见度>平均温度，但关联度均低于0.7；人为活动因素主要有社会经济发展因素及燃料燃烧、机动车流量、工业及其它一些因素；其中，社会经济发展因素主要借助灰色关联度分析法探究各社会因子与气溶胶光学厚度间的关联程度，得到选取的各因子与气溶胶光学厚度均有密切关系，关联系数均在0.5以上。

目录

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 气溶胶光学厚度

1.3 国内外研究概况

1.4 研究目的与内容

1.5 研究技术路线

第二章 研究区概况与数据来源

2.1 研究区概况

2.2 数据来源

2.3 数据预处理

第三章 气溶胶反演的理论和方法

3.1 气溶胶光学厚度遥感反演基本原理

3.2 气溶胶光学厚度遥感反演方法

3.3 6S 辐射传输模型

3.4 气溶胶光学厚度反演流程

第四章 气溶胶光学厚度时空动态分布研究

4.1 西南地区气溶胶光学厚度反演结果精度验证

4.2 西南地区气溶胶光学厚度时间变化特征

4.3 西南地区气溶胶光学厚度空间分布特征

第五章 气溶胶光学厚度影响因素分析

5.1 灰色关联度分析

5.2 自然因素

5.3 人为活动因素

第六章结论与展望

6.1 主要结论

6.2 不足之处与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文、科研及荣誉情况

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