利用MODIS资料反演杭州市500米分辨率气溶胶光学厚度

反演城市/区域范围内高空间分辨率的气溶胶光学厚度时,如果气溶胶类型选取的不合理造成的反演误差会很大,甚至超过地表反射率确定误差导致的反演误差。针对这一问题,本文提出了一种结合MODIS L1B资料和AERONET(Aerosol Robotic Network)的气溶胶光学厚度产品,基于6S大气辐射传输模型的计算,确定杭州市在2008年12月16日的气溶胶类型的方法。利用得到的气溶胶类型,结合改进的暗像元法,反演了杭州市500m空间分辨率的气溶胶光学厚度。将气溶胶光学厚度反演结果与采用标准气溶胶类型时的反演结果进行比较,结果表明,本文确定的气溶胶类型更符合杭州市当天的情况,应用到气溶胶光学厚度反演中,精度也最好,相对误差的绝对值在20%以内。     

基于HJ-1卫星数据反演长江三角洲地区气溶胶光学厚度

探索利用我国HJ-1卫星CCD数据,运用深蓝算法开展长江三角洲地区气溶胶光学厚度反演的可行性,并将结果与其他气溶胶光学厚度产品进行比较。针对HJ-1A和HJ-1B数据,反演结果分别与MODIS气溶胶光学厚度产品以及AERONET地基观测数据进行对比验证。结果表明:深蓝算法得到A星、B星的反演结果与MODIS气溶胶产品呈显著相关,但在数值上普遍高于MODIS产品;反演结果与AERONET站点数据之间的误差介于0.008~0.364之间,研究时段内站点数据缺乏,未对误差进行严格的统计分析。基于深蓝算法的HJ-1卫星数据反演结果虽然在数值上与MODIS气溶胶光学厚度产品存在系统性偏差,但在空间上能够较好地反映长江三角洲地区大气气溶胶分布状况,且具有空间分辨率高的优势。     

基于氧气A吸收带高光谱反射信息的气溶胶廓线反演算法及模拟反演验证

为反演对流层气溶胶消光系数廓线,提出了一种新的、基于氧气A光谱吸收带高光谱反射信息的反演方法。这种方法在经典的线性约束反演算法的基础上引入了两个与气溶胶柱光学厚度相关的订正因子,通过实现目标廓线和反演廓线的光学柱厚度差异最小,进而动态选择拉格朗日系数。为验证新方法的有效性和精度,借助了CALIPSO (Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations)气溶胶廓线产品和高光谱辐射传输模拟,模拟反演海洋下垫面晴空和沙尘两种情景下气溶胶消光系数廓线,结果表明新的方法能够比较准确地获得对流层内气溶胶廓线的数值,尤其在多次散射比较强的沙尘条件下,相对误差能够控制在51%以下;在晴空时,相对误差能够控制在20%以下。如果加入订正信息,反演精度能够进一步提高。     

一种基于混编的气溶胶光学厚度(AOD)反演的新方法

目前国内AOD反演专业性很强,需要通过使用者自己编程处理才能得到结果,速度很慢,无法实现异地处理。本文介绍了一种利用C#和IDL混合编程技术开发对CE318太阳光度计测量得到的直射太阳辐射数据进行处理,从而最终得到550nm气溶胶光学厚度的网络处理系统的新方法。文章给出了新方法的处理流程,详细介绍了混编机制在AOD反演系统开发中的实现方式,并且通过野外实验实测CE318数据对应用平台进行验证,从而提出了C#和IDL进行混合编程开展基于网络版的遥感数据定标和大气测量应用研究的优势。     

京津冀冬季气溶胶光学厚度遥感反演

针对传统的暗像元算法难以满足植被稀疏陆表气溶胶遥感监测需求的问题,提出了冬季植被稀疏的京津冀地区气溶胶光学厚度的遥感反演方法。以2016—2018年连续3年1—2月的AQUA/MODIS L1B数据为数据源,采用暗像元算法与深蓝算法结合的方法对冬季京津冀地区的气溶胶光学厚度进行了遥感监测。使用AERONET数据对结果进行了验证,并与MODIS MYD04_L2暗像元-深蓝气溶胶产品进行了对比。结果表明,该算法在冬季京津冀地区的气溶胶监测效果远好于暗像元算法,并与MODIS气溶胶产品表现出了显著的相关性,且有效监测范围更大、空间分辨率更高。根据连续监测结果,分析了京津冀地区冬季气溶胶光学厚度空间分布特征及其影响因素。     

基于MODIS数据的城市气溶胶光学厚度反演方法

遥感的方法为大面积获取气溶胶光学厚度提供了手段。目前使用MODIS(中分辨率成像光谱仪)数据反演气溶胶光学厚度常用的是暗像素方法以及对比法。由于城市地区符合暗像素标准的像素较少,而且城市地区的气溶胶成分复杂,难以确定其具体成分,所以暗像素方法会产生较大误差。根据MODIS第7、3、1波段对气溶胶的不同响应,以三者的反射率为自变量,结合地面实地观测数据,给出了计算北京地区气溶胶光学厚度的计算公式,误差分析表明该方法更适合城市地区。     

近10 a全球气溶胶光学厚度变化特征及其可能原因

基于2000年3月~2011年2月中分辨率光谱成像仪(MODIS)3级(Level3)日平均气溶胶光学厚度(AOD)数据分析了全球AOD变化趋势。近10 a来AOD减小的区域主要在欧洲和北美地区,增大的区域主要集中在东南亚、南美南部阿根廷和智利以及非洲东侧塞舌尔群岛附近。西欧和美国AOD夏季减小趋势最明显。亚马逊AOD减小的峰值出现在秋季。南美南部AOD主要在5~9月呈现增大趋势。东亚地区AOD在冬季增大的趋势最明显,增大值最高可达每年0.0036。除了7~9月印度其他月份的AOD都呈现增大趋势,增大的峰值出现在冬季。非洲地区AOD值在冬季和春季有所减小,而夏、秋两季则是增大的。     

基于深蓝算法的Sentinel-2数据气溶胶光学厚度反演

中高分辨率气溶胶信息对于高精度地表反射率反演以及城市空气环境质量监测具有重大意义,但在城市及稀疏植被等高亮地表区域,气溶胶光学厚度(AOD)的高精度反演一直是定量遥感领域的难点之一。以北京城市区和包头沙漠区为例,利用MODIS地表反射率产品构建先验知识约束条件,基于深蓝算法实现了13景Sentinel-2高亮地表的AOD反演。为验证算法精度,将反演结果与全球气溶胶自动观测网(AERONET)站点实测值、Sentinel-2官方插件Sen2Cor处理结果、Landsat-8反演值作对比。结果表明:①采用深蓝算法反演的AOD值与AERONET实测值具有显著的相关性(R^2>0.9,RMSE=0.056);②无论是沙漠高亮区还是植被较少的城市高亮区,Sen2Cor插件反演的AOD值整景均为固定值,无空间分布,不符合实际情况;③Sentinel-2深蓝算法反演结果与准同步过境的Landsat-8反演的AOD产品在空间分布上具有高度一致性,较好地反映了人类活动特征。相比于目前官方产品,深蓝算法适合Sentinel-2数据高亮区域的气溶胶反演,在绝对精度和空间分布趋势方面均具有明显优势。     

基于高分五号DPC数据的细模态气溶胶光学厚度反演

偏振遥感技术监测细模态气溶胶光学物理特性的优势,是监测大区域大气污染的有效手段。基于高分五号（GF-5）携带的多角度偏振成像仪（DPC）的多角度偏振观测数据开展全球陆地上空的细模态气溶胶光学厚度（AOD_f）反演研究。主要通过地表二向偏振反射（BPDF）模型估算出地表偏振反射率,结合评价函数得出了最优气溶胶模型以及AOD_f反演结果,将反演结果与AERONET地基观测数据进行了对比验证。结果显示： 地基数据与反演结果相关性系数达到0.903,平均绝对误差,平均相对误差、均方根误差分别为0.026、0.43%、0.060,反演结果总体可靠,反演方法具备可行性。     

MATCH对中国地区2006年气溶胶光学厚度分布特征的模拟研究

利用2006年NCEP/NCAR再分析资料驱动大气化学传输模式MATCH （Model of Atmospheric Transport and Chemistry）,模拟了中国地区气溶胶光学厚度的分布及其季节变化特征,并与MODIS（MODerate resolution Imaging Spectro-radiometer）卫星产品MOD08_M3和中国太阳分光观测网CSHNET（the Chinese Sun Hazemeter Network）的观测资料进行了对比和验证。在此基础上,研究得出,2006年中国的华北、华中和华南地区是气溶胶光学厚度的高值区,青藏高原和东北地区是低值区。在中国的华北、华中、华南和西南等大部分地区,硫酸盐气溶胶产生的光学厚度所占的比重较大,其次为有机碳气溶胶,黑碳气溶胶和海盐气溶胶所占比重较小。     

短波红外CO_2反演辐射传输模式综述

高精度的辐射传输计算是保证短波红外卫星遥感反演CO2精度的重要因素之一。地球大气散射辐射一般是偏振的,传统的标量辐射传输模式计算精度无法满足需求;特别是针对美国OCO-2(Orbiting Carbon Observatory-2)、中国TanSat(全球二氧化碳监测科学实验卫星)等跟踪主平面仪器,矢量的辐射传输模式更为必要。在二氧化碳监测卫星的目标模式下,卫星观测角度变化较大,平行平面大气假设不再适用,需要采用伪球面近似以提高精度。本文对适用短波红外CO2反演的辐射传输模式进行总结。首先介绍了基于不同辐射传输方程数值解法的多种辐射传输模式发展概况。针对CO2反演对权重函数的需求,线性化模式可以提供解析权重函数和更为稳定高效的计算方案。接着,简要总结各种线性化矢量辐射传输模式,并进一步分析比较几种CO2反演中常用矢量模式的异同。最后,讨论CO2高精度反演对模式速度的需求和加速优化计算的必要性,对辐射传输加速算法研究现状进行总结。     

GM(1,1)改进模型的在智慧水务中的研究与应用

智慧水务是智慧城市的重要组成部分,水资源合理的分配调度更是智慧水务系统中的重中之重,如何准确快速的预测未来某时的指标数据在调度过程中尤为关键。通过对智慧水务的供水模型进行了研究,提出了预测模型的应用方案,验证了其在工程中的合理性。在预测模型的研究中,首先采用了经典的均值GM(1,1)模型对水流量序列进行预测,并在此基础上引入马尔科夫链,使用单步和多步加权分别对GM(1,1)模型的误差进行分析和预测,对其结果进行了矫正,最后使用MATLAB对三种方式进行了计算和仿真。比较结果显示马尔科夫链与GM(1,1)模型的结合比单纯的GM(1,1)模型在预测精度上有较大提升,而加权之后马尔科夫的矫正效果比单步的矫正效果更好。     

单导心电监护中不同电极模式的自动识别方法

电极脱落、电极混用等不正常电极模式会影响采集的心电信号的质量,导致误诊。人工判断电极模式是否正常过于依赖人的经验。为此对单导心电采集中4种电极模式的自动识别方法进行研究,定义了表征不同电极模式的心电信号的数字特征,结合基于LDA的特征降维和最近邻分类器来实现自动识别。实验表明,所提出的自动识别方法对单导心电设备4种电极模式的自动识别有效,对电极脱落的正确识别率可达到100%。     

MODIS气溶胶光学厚度产品和激光雷达数据在大气颗粒物监测中的应用

遥感反演是区域尺度上近地面颗粒物数据获取的有效手段。利用激光雷达观测的消光系数垂直分布、地面相对湿度、风速等数据,对无锡市MODIS(中分辨率成像光谱仪)气溶胶光学厚度(AOD)产品进行垂直、湿度和风速订正,并用研究区域中7个地面站点的PM_(10)和PM_(2.5)浓度监测数据对订正结果进行评估。结果表明:经过订正的MODIS AOD产品与地面监测数据具有良好的相关性,其中与PM_(10)的决定系数达到0.452,与PM_(2.5)的决定系数达到0.449,说明MODIS AOD产品经相关订正后,可用于无锡及其附近地区地面空气污染的监测。在MODIS AOD产品的垂直订正方面,利用激光雷达数据的订正效果好于利用能见度数据的订正效果。在遥感与实测数据的相关性季节变化方面,夏季相关性最高,秋季次高,春季较低,冬季最低。     

焊缝典型缺陷的超声相控阵检测与评析

当今社会,焊接技术广泛应用于工业设备的制作,焊接质量的好坏对设备的使用安全造成巨大的影响;超声检测是如今无损检测的重要手段之一,它能有效对接头的焊接情况进行检测,从而判断内部是否存在缺陷,检测结果是焊缝质量评价的重要依据;文章对多块坡口形状为“U”型、“X”型、“V”型的焊接试样中的裂纹、夹杂、未熔合等典型缺陷进行CIVA仿真模拟以及超声相控阵检测;首先通过仿真确定了检测工艺,扫查方式、扫查角度以获得更好的信噪比和缺陷可检测性;其次对比16块对焊接试板中多种不同典型缺陷的多次试验检测结果,分析各类典型缺陷的漏判及误判情况;最后对常规超声、相控阵超声、射线检测缺陷的测长结果进行了统计比较,分析影响相控阵超声测长结果的几个因素,从而为超声相控阵在实际焊缝检测中提供更大的可行性及可靠性。     

基于视情维修的涡轴发动机维修保障辅助决策体系研究

复杂装备科学的维修保障策略是保证装备合理使用与适时修理的基础,是有效实施复杂装备全寿命保障的前提,关系着装备任务效能的有效发挥;文中立足于航空装备的视情维修策略,以直升机中广泛采用的涡轴发动机为研究对象,首先基于装备维保过程的大量信息提出了构建涡轴发动机涡轴发动机及其关键部件寿命与健康管理综合知识库的方法、策略;其后结合涡轴发动机循环寿命统计法与基于K均值聚类算法等各类使用条件下的寿命损耗研究方法,阐明了涡轴发动机不同应用条件下的备件量化分析策略;更进一步地,以涡轴发动机关键部件典型故障模式梳理与成因分析(FMECA)与考虑故障概率的发动机核心备件的量化分析为基础,给出了涡轴发动机关键部件备件量化方法与策略;最后基于上述方法的研究成果,阐述了涡轴发动机维修保障辅助决策软件平台的体系架构;文中的相关研究成果可被用于航空发动机等复杂装备系统的维修保障策略构建与工程化应用.     

基于FPGA的便携式导弹快速测试方法研究

针对当前导弹测试方法繁琐复杂、测试效率较低等问题,同时结合导弹快速发射等实际需求。论文提出了一种基于FPGA的便携式测试方法研究。该方法以Cyclon IV FPGA芯片作为核心数据综合处理单元,核心处理单元采用双核处理器架构,搭载对应的通信板、模拟量以及数字量板卡,分别完成对应的测试指令发送和对应的数据采集,数据处理软件采用采用uc/OS II操作系统完成任务整个系统任务调度。同时采用便携式智能数据终端来实施查看并自主分析测试数据。实验表明该方法,可降低测试设备体积、降低测试方法复杂度同时提高测试效率,从而实现实现快速发射。