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基于近红外体散射数据的气溶胶尺度谱正则化反演方法

胡帅 高太长 李浩 刘磊 陈锦源 李云

胡帅, 高太长, 李浩, 刘磊, 陈锦源, 李云. 基于近红外体散射数据的气溶胶尺度谱正则化反演方法[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(1): 17-26.
引用本文: 胡帅, 高太长, 李浩, 刘磊, 陈锦源, 李云. 基于近红外体散射数据的气溶胶尺度谱正则化反演方法[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(1): 17-26.
Hu Shuai, Gao Taichang, Li Hao, Liu Lei, Chen Jinyuan, Li Yun. Regularized inversion method for retrieving aerosol size distribution based on volume scattering function data at near-infrared waveband[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(1): 17-26.
Citation: Hu Shuai, Gao Taichang, Li Hao, Liu Lei, Chen Jinyuan, Li Yun. Regularized inversion method for retrieving aerosol size distribution based on volume scattering function data at near-infrared waveband[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(1): 17-26.

基于近红外体散射数据的气溶胶尺度谱正则化反演方法

基金项目: 

国家自然基金青年基金(41205125);国家自然基金重大仪器专项(41327003)

详细信息
    作者简介:

    胡帅(1990-),男,博士生,主要从事大气探测与大气遥感方面的研究。Email:huhusai2012@hotmail.com

  • 中图分类号: P426.3+1

Regularized inversion method for retrieving aerosol size distribution based on volume scattering function data at near-infrared waveband

  • 摘要: 基于0.86 um 波段气溶胶的体散射数据,提出了一种新的尺度谱反演方法。根据大气气溶胶尺度谱特征,将尺度谱函数n(r)分解为趋势变化函数H(r)和细节变化函数(r),并构造了一组新的基函数对(r) 进行参数化逼近,然后严格照Mie 散射理论,采用Tikhonov 正则化对尺度谱函数进行了反演。采用城市型、乡村型和海洋型气溶胶的尺度谱实测数据进行反演仿真,结果表明,在粒径0.2~10 um 区间、噪声不大于50%的条件下,实际与反演的尺度谱曲线相关系数高于0.98,表现出良好的抗噪声能力;针对小尺寸段(r0.2 um)反演结果的不稳定性,提出了小尺寸段的荣格分布修正法与细模态参数补偿法,模拟结果表明,两种方法对尺度谱修正效果较理想,在0.1~10 um 区间,实际与反演尺度谱曲线相关系数大于0.97。与基于遗传算法的尺度谱反演方法相比,该方法效率高,耗时短,且对尺度谱函数细节变化特征反演较好。
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-05-05
  • 修回日期:  2014-06-10
  • 刊出日期:  2015-01-25

基于近红外体散射数据的气溶胶尺度谱正则化反演方法

    作者简介:

    胡帅(1990-),男,博士生,主要从事大气探测与大气遥感方面的研究。Email:huhusai2012@hotmail.com

基金项目:

国家自然基金青年基金(41205125);国家自然基金重大仪器专项(41327003)

  • 中图分类号: P426.3+1

摘要: 基于0.86 um 波段气溶胶的体散射数据,提出了一种新的尺度谱反演方法。根据大气气溶胶尺度谱特征,将尺度谱函数n(r)分解为趋势变化函数H(r)和细节变化函数(r),并构造了一组新的基函数对(r) 进行参数化逼近,然后严格照Mie 散射理论,采用Tikhonov 正则化对尺度谱函数进行了反演。采用城市型、乡村型和海洋型气溶胶的尺度谱实测数据进行反演仿真,结果表明,在粒径0.2~10 um 区间、噪声不大于50%的条件下,实际与反演的尺度谱曲线相关系数高于0.98,表现出良好的抗噪声能力;针对小尺寸段(r0.2 um)反演结果的不稳定性,提出了小尺寸段的荣格分布修正法与细模态参数补偿法,模拟结果表明,两种方法对尺度谱修正效果较理想,在0.1~10 um 区间,实际与反演尺度谱曲线相关系数大于0.97。与基于遗传算法的尺度谱反演方法相比,该方法效率高,耗时短,且对尺度谱函数细节变化特征反演较好。

English Abstract

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