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气溶胶是影响环境和气候的重要因子,它不仅降低大气能见度、导致城市生态环境质量下降,而且和人们身体健康也息息相关。气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)是大气气溶胶重要的光学特性之一,也是影响光学遥感影像大气校正的重要参量,因此研究气溶胶光学厚度意义重大。本文在前人研究基础上发展了一种增强型地表反射率库支持的气溶胶光学厚度反演算法,使用高分四号(GF-4)和Himawari-8(H8)两颗静止轨道卫星反演气溶胶光学厚度,算法改进了自动阈值云检测、地表反射率确定与动态气溶胶类型假设方案,具体内容与结论如下:(1)GF-4数据AOD反演。考虑成像几何对AOD反演精度的影响,基于静止轨道卫星成像原理计算GF-4逐像元的卫星角度,降低了反演中角度效应误差;改进GF-4云检测方案,将高反差地表与可见光反射率阈值相结合,采用一种自动阈值的方法,避免人为设定阈值的主观性与不确定性;改进了GF-4地表反射率确定方案,通过分析大气校正后时序地表反射率的特点,提出百分比最小值均值法构建地表反射率库,在地表反射率库的基础上在再分析得到NDVI与蓝波段反射率关系,高植被覆盖区域使用NDVI实时数据确定蓝波段地表反射率,在低植被覆盖区域基于季度地表反射率库来确定蓝波段地表反射率。(2)H8数据AOD反演。H8增强型地表反射率库支持法改进了地表反射率确定方案与动态气溶胶类型假设方案,基于地表反射率库在四种不同地表覆盖类型(暗地表植被区域、暗-亮地表混合的耕地区域,亮地表的城镇、裸土区域)分别拟合了短波红外与可见光的反射率关系,从而实现实时确定可见光波段地表反射率。使用两种气溶胶类型,分别代表不同的吸收与散射特性,耦合京津冀地区多年统计单次散射反照率数据构建动态气溶胶类型。(3)使用Aeronet产品数据、多源卫星气溶胶产品分别对GF-4和H8 AOD反演结果进行了交叉验证对比,采用相关系数R、均方根误差RMSE等验证指标进行评价。验证结果表明,GF-4AOD反演结果与Aeronet站点相关系数为0.962,与MODISAOD产品相关系数大于0.8,H8AOD反演结果与Aeronet站点相关系数为0.92,与MODIS AOD产品相关系数大于0.87;H8AOD反演结果与Aeronet产品数据不同时相、不同时序数据比较,平均相对误差低于30%且精度稳定。