第1章 大气环境卫星遥感技术及其应用进展 1
1.1 大气环境卫星及传感器发展现状 1
1.1.1 国外大气环境卫星及传感器发展现状 1
1.1.2 国内大气环境卫星及传感器发展现状 7
1.2 大气环境卫星遥感技术发展现状 17
1.2.1 国外大气环境卫星遥感技术发展现状 17
1.2.2 国内大气环境卫星遥感技术发展现状 24
1.3 大气环境遥感的应用现状及趋势分析 25
1.3.1 大气环境遥感应用现状 25
1.3.2 大气环境遥感发展趋势分析 29
参考文献 31
第2章 大气环境卫星遥感基础 44
2.1 电磁波与电磁波谱 44
2.1.1 电磁波 44
2.1.2 电磁辐射 45
2.1.3 电磁波谱 45
2.1.4 电磁辐射的传播 47
2.1.5 电磁辐射的测量与度量单位 47
2.1.6 辐射的基本定律 48
2.2 太阳辐射及大气辐射 50
2.2.1 太阳常数 50
2.2.2 天文辐射 51
2.2.3 天文辐射的时空变化特点 51
2.2.4 地面辐射 52
2.2.5 太阳照射 52
2.2.6 太阳辐射光谱 53
2.2.7 辐射强度 54
2.2.8 大气逆辐射 54
2.2.9 有效辐射 54
2.2.10 地面温度与地面辐射 54
2.2.11 太阳辐射能量作用 55
2.2.12 大气的吸收与散射 55
2.2.13 大气折射和透射 57
2.3 大气气溶胶的光学特性 58
2.3.1 大气气溶胶 58
2.3.2 气溶胶的特性 58
2.4 大气痕量气体的光学特性 59
2.4.1 大气痕量气体 59
2.4.2 痕量气体的光学特性 60
2.5 大气辐射传输及模型 61
2.5.1 大气辐射传输 61
2.5.2 大气辐射传输模型 61
2.6 大气观测实验 64
2.6.1 太阳分光光度计观测原理与野外实验 64
2.6.2 多轴DOAS测量系统及野外实验 65
2.6.3 北京地区大气观测超级站 69
2.6.4 野外光谱测量实验 71
参考文献 75
第3章 大气环境卫星遥感监测应用 76
3.1 大气环境卫星遥感需求分析 76
3.2 大气环境卫星遥感监测应用目标与任务 79
3.2.1 大气环境卫星遥感监测应用目标 79
3.2.2 大气环境卫星遥感监测应用任务 79
3.2.3 主要技术难点和问题 82
3.3 大气环境卫星遥感监测应用产品方案 83
3.3.1 专题产品 83
3.3.2 应用产品 89
3.4 大气环境卫星遥感监测应用实施方案 90
3.4.1 系统业务流 90
3.4.2 系统数据流 91
3.4.3 大气环境卫星遥感监测应用实施技术路线 92
参考文献 105
第4章 气溶胶及其颗粒污染物卫星遥感反演技术 106
4.1 气溶胶及其颗粒污染物卫星遥感基本原理 106
4.1.1 陆地气溶胶光学遥感原理 106
4.1.2 大气颗粒污染物遥感基本原理 108
4.2 基于MODIS数据气溶胶光学厚度卫星遥感反演 108
4.2.1 原理与处理流程 108
4.2.2 算法验证 110
4.3 基于CBERS-02B数据气溶胶光学厚度卫星遥感反演 111
4.3.1 原理 111
4.3.2 处理流程 112
4.3.3 算法验证 114
4.4 基于HJ-CCD数据气溶胶光学厚度卫星遥感反演 115
4.4.1 原理 115
4.4.2 处理流程 115
4.4.3 算法验证 116
4.5 基于FY-3A的陆上气溶胶光学厚度卫星遥感反演 118
4.5.1 原理 118
4.5.2 处理流程 119
4.5.3 算法验证 123
4.6 基于MODIS及HJ-1的亮目标气溶胶光学厚度卫星遥感反演 124
4.6.1 原理 124
4.6.2 反演流程 126
4.6.3 算法验证 126
4.7 霾光学厚度卫星遥感反演 129
4.7.1 原理 129
4.7.2 处理流程 129
4.7.3 算法验证 130
4.8 颗粒物浓度卫星遥感反演 131
4.8.1 原理 131
4.8.2 处理流程 133
4.8.3 算法验证 133
参考文献 136
第5章 污染气体／温室气体卫星遥感反演技术 139
5.1 基于FY-3A的臭氧总量卫星遥感反演 139
5.1.1 FY-3/TOU臭氧总量反演计算方法 139
5.1.2 误差分析 142
5.2 基于FY-3A的臭氧廓线卫星遥感反演 143
5.2.1 基本原理 143
5.2.2 正演计算模型和方法 144
5.2.3 反演计算的模型算法与步骤 146
5.2.4 误差分析 153
5.3 基于ENVISAT的二氧化氮卫星遥感反演 154
5.3.1 基本原理 155
5.3.2 计算方法 156
5.3.3 误差分析 161
5.4 基于AURA的S02卫星遥感反演 162
5.4.1 基本原理 162
5.4.2 计算方法 163
5.4.3 误差分析 165
5.5 基于ENVISAT的C02卫星遥感反演 166
5.5.1 基本原理 166
5.5.2 资料处理方法 167
5.5.3 误差分析 169
5.6 甲烷卫星遥感反演 169
5.6.1 基于最大似然法的甲烷反演方法及其误差分析 169
5.6.2 WFM-DOAS法及其误差分析 170
参考文献 171
第6章 生物质燃烧火点卫星遥感监测技术 174
6.1 生物质燃烧概述 174
6.2 火点遥感监测原理 174
6.3 基于MODIS数据的火点监测 175
6.3.1 云检测及水体像元识别 176
6.3.2 潜在火点提取 176
6.3.3 基于背景辐射信息火点的提取 177
6.4 基于AVHRR数据的火点监测 177
6.4.1 卫星数据预处理 178
6.4.2 潜在火点提取 178
6.4.3 真实火点提取 178
6.5 基于环境一号卫星红外相机的火点监测 179
6.5.1 云检测及卫星扫描角订正 179
6.5.2 火点识别阈值确定 179
6.5.3 耀斑点干扰的去除 180
6.6 秸秆焚烧监测方法 180
6.6.1 数据提取 180
6.6.2 固定火点去除 180
6.6.3 重复点剔除 180
6.6.4 其他固定火源的去除 181
6.7 应用举例 181
参考文献 186
第7章 基于空气质量模式的区域环境空气质量评价技术 187
7.1 环境空气质量模式发展概况 187
7.2 多尺度空气质量模式系统RAMS-CMAQ 189
7.3 模拟区域与模式参数 195
7.4 RAMS-CMAQ模拟结果评估与分析 198
7.4.1 NO2浓度时空分布与季节变化特征 198
7.4.2 沙尘暴天气过程个例模拟分析 204
7.4.3 气溶胶浓度空间分布与季节变化特征分析 210
7.5 空气质量预报 230
参考文献 234
第8章 区域大气环境卫星遥感软件系统及其应用 238
8.1 区域环境空气质量遥感监测系统构建 238
8.1.1 系统体系结构 238
8.1.2 功能模块设计 239
8.1.3 技术路线 241
8.1.4 系统界面举例 245
8.2 区域大气环境卫星遥感软件系统应用示范 254
8.2.1 2009年夏季秸秆焚烧监测应用示范结果 254
8.2.2 2010年春季沙尘监测应用示范结果 261
8.2.3 2008～2009年气溶胶监测应用示范 265
8.2.4 2010年7～9月珠江三角洲霾综合监测应用示范 272
8.2.5 2008～2009年NO2应用示范 274
8.2.6 空气质量评价应用示范 281