【摘 要】
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低层大气是指对流层的底部大气,其直接受到人类活动和地表辐射的影响,使大气气溶胶具有不均匀分布的特性。为实现水平非均匀大气气溶胶的时空分布探测,本文提出了一种激光雷达遥
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低层大气是指对流层的底部大气,其直接受到人类活动和地表辐射的影响,使大气气溶胶具有不均匀分布的特性。为实现水平非均匀大气气溶胶的时空分布探测,本文提出了一种激光雷达遥感探测的新方法。该方法采用扫描激光雷达为遥感探测工具,结合双激光雷达相向交叉扫描探测工作模式,实现对同一空域内的近地表气溶胶全视野剖面的交叉探测,以此构建双扫描激光雷达的气溶胶精细探测新方法,满足低层大气气溶胶光学参数的探测需求。 在数据的处理和反演过程中,本文采用网格化交叉扫描探测区域、预设初值和最佳数值逼近的方法高精度反演气溶胶光学参量。通过网格距离分辨率的确定、网格坐标标定方法和扫捕区域包含的网格数的计算实现扫描区域的网格化。利用积分公式运算法则结合光学路径连续的特点将光学厚度计算公式改写成消光系数与网格光学路径值乘积的累加和形式,设计了以低层网格调整消光系数平均值与各行网格的光学路径乘积的累加和作为光学厚度的低层平均式计算方法和以各网格调整消光系数与其对应网格中光学路径的乘积累加和为光学厚度的各部分离式计算方法。最后通过预设初值和最佳数值逼近的方法得到调整的AS方程值从而得到了精确的调整消光系数值。 为验证该方法的可行性,论文以长距离扫描激光雷达的数据为例,详细阐述了数据处理和反演的过程。通过对0次调整AS值与实际S值的数值逼近获得了相对系统常数初值,调整大于设定偏差的各网格相对系统常数初值,对所有网格的调整相对系统常数初值取平均获得了相对系统常数值。通过单扫描多角度的方法得到了消光系数初值,带入到AS公式中通过对消光系数初值的调整使计算结果与实际S值的差值在设定的偏差内,此时的消光系数值即为最终的调整消光系数值。通过比较发现实际消光系数值与调整消光系数值的二维扫描模型和垂直方向上消光系数的变化趋势一致且连续性更好。该计算结果表明,双扫描激光雷达气溶胶探测方法能够实现低层大气水平非均匀气溶胶光学特性的精细探测。
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