星载NO<sub>2</sub>探测发展及对流层柱浓度产品精度分析

doi:10.11873/j.issn.1004-0323.2023.5.1148

遥感技术与应用

2023, Vol. 38

Issue (5): 1148-1158 DOI: 10.11873/j.issn.1004-0323.2023.5.1148

遥感应用

星载NO₂探测发展及对流层柱浓度产品精度分析

张新苑^1,^2,³(

),李小英¹(

),程天海¹,刘双慧^1,^2,⁴,郭宇航^1,^2,³

^1.中国科学院空天信息创新研究院，北京 100094
^2.中国科学院大学，北京 100049
^3.中国科学院大学资源与环境学院，北京 100049
^4.中国科学院大学电子电气与通信工程学院，北京 100049

Review of NO₂ Retrieval of Satellite-borne Hyperspectral Sensors and Accuracy Assessment of Tropospheric NO₂ Column Density Products

Xinyuan ZHANG^1,^2,³(

),Xiaoying LI¹(

),Tianhai CHENG¹,Shuanghui LIU^1,^2,⁴,Yuhang GUO^1,^2,³

^1.Aerospace Information Research Institute，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100094，China
^2.University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100049，China
^3.College of Resources and Environment，University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100094，China
^4.School of Electronic，Electrical and Communication Engineering，University of Chinese Academy of Sciences，Beijing 100094，China

全文: PDF(816 KB) HTML

摘要：

NO₂作为大气中重要的痕量气体之一，是衡量大气污染状况的重要风向标。与传统地基观测相比，星载传感器能够提供大范围、长时间序列的观测资料，利用遥感卫星数据反演获取对流层NO₂浓度已成为近些年研究的热点之一。首先介绍了国内外星载紫外高光谱传感器的发展。然后从原理方面对国际上通用的对流层NO₂垂直柱浓度反演算法进行阐述。之后介绍了各官方对流层NO₂柱浓度产品的反演流程及产品精度，并比较了各产品DOAS算法的区别。可见，由于传感器所获取数据的时间、空间、光谱分辨率越来越高，NO₂柱浓度产品的反演模型及算法的选择更加合理，因此NO₂产品精度也更高。

关键词： NO₂; 星载高光谱传感器; 柱浓度; 反演算法

Abstract:

As one of the important trace gases in the atmosphere， nitrogen dioxide （NO₂） is an important weather vane to measure the state of air pollution and have been associated with human health. Compared with traditional ground-based observations， space-borne sensors can provide large-scale and long-term observational data， overcoming the limitations of the number and location of observation sites. This paper reviewed the development of the space-borne hyper-spectral sensors at home and abroad， the retrieval algorithms of tropospheric NO₂ vertical column density， and also discussed the accuracy of the tropospheric NO₂ products.With the development of technology， the resolution of the time， space and spectral are getting higher and the selection of the retrieval model and algorithm of the NO₂ column density product are getting more reasonable，so the NO₂ products are more accurate.

Key words: NO₂ Satellite-borne ultraviolet hyperspectral sensor Column density Retrieval algorithm

收稿日期: 2022-07-06 出版日期: 2023-11-07

ZTFLH:

P407

基金资助: 国家自然科学基金项目(41571345);国家重点研发项目(2018YFB050490303)

通讯作者: 李小英 E-mail: zhangxinyuan20@mails.ucas.edu.cn;Lixy01@radi.ac.cn

作者简介: 张新苑（1999—），女，陕西渭南人，硕士研究生，主要从事定量遥感应用研究。Email: zhangxinyuan20@mails.ucas.edu.cn

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张新苑,李小英,程天海,刘双慧,郭宇航. 星载NO₂探测发展及对流层柱浓度产品精度分析[J]. 遥感技术与应用, 2023, 38(5): 1148-1158.

Xinyuan ZHANG,Xiaoying LI,Tianhai CHENG,Shuanghui LIU,Yuhang GUO. Review of NO₂ Retrieval of Satellite-borne Hyperspectral Sensors and Accuracy Assessment of Tropospheric NO₂ Column Density Products. Remote Sensing Technology and Application, 2023, 38(5): 1148-1158.

链接本文:

http://www.rsta.ac.cn/CN/10.11873/j.issn.1004-0323.2023.5.1148 或 http://www.rsta.ac.cn/CN/Y2023/V38/I5/1148

表1 星载紫外传感器主要参数

图1 DOAS算法原理示意图（a、b分别表示光谱和吸收截面分离过程）［6］

表2 对流层NO2浓度产品DOAS反演参数设置

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