應(yīng)用案例

（無人機(jī)機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)）

2022-06-10

機(jī)載高光譜分辨率激光雷達(dá)探測大氣氣溶膠光學(xué)特性及污染研究

0引言
氣溶膠在大氣輻射收支平衡、氣候變化、雨水和云的形成以及環(huán)境污染研究等方面起著重要作用。氣溶膠的光化學(xué)特性也對空氣污染物的形成和傳輸有著重要影響。研究對流層氣溶膠的時(shí)空分布特征對掌握環(huán)境變化和氣候變化非常重要。因此，利用有效的觀測手段對氣溶膠的光學(xué)特性和垂直分布特征進(jìn)行研究具有重要意義。激光雷達(dá)作為應(yīng)用較為廣泛的氣溶膠主動(dòng)探測儀器，在氣溶膠的垂直分布特征研究和污染物傳輸探測方面發(fā)揮著不可替代的作用。與常規(guī)的激光雷達(dá)相比，高光譜分辨率激光雷達(dá)（HSRL）可以準(zhǔn)確探測 AEC和 ABC等光學(xué)參數(shù)，可有效避免假設(shè)激光雷達(dá)比（LR）對氣溶膠光學(xué)參數(shù)的反演精度所帶來的影響，為準(zhǔn)確分析氣溶膠的區(qū)域性和長期性污染特征演變及其帶來的氣候效應(yīng)提供了很好的研究手段。

1機(jī)載實(shí)驗(yàn)、HSRL系統(tǒng)及數(shù)據(jù)

1.1 機(jī)載實(shí)驗(yàn)介紹

2019年3月，在秦皇島地區(qū)開展了多次飛行觀測實(shí)驗(yàn)，原因是秦皇島市地處河北省東北部，臨近渤海灣，具有多個(gè)地表類型，有利于測試不同下墊面類型下雷達(dá)系統(tǒng)探測氣溶膠特性的能力。飛機(jī)主要圍繞秦皇島周邊地區(qū)進(jìn)行觀測，路線途經(jīng)渤海灣近海、城鎮(zhèn)以及山地地區(qū)。利 用機(jī)載HSRL 系統(tǒng)對 短 時(shí)間內(nèi)秦皇島地區(qū)不同下墊面類型下的氣溶膠分布和演變特征展開了大范圍的實(shí)時(shí)觀測。

表1為2019年3月在秦皇島地區(qū)進(jìn)行的飛行實(shí)驗(yàn)的時(shí)間段及飛行高度參數(shù)表。圖1為飛行過程中機(jī)載相機(jī)拍攝到的不同地表類型的圖片，從左到右依次對應(yīng)山地、城鎮(zhèn)和海洋區(qū)域。

1.2地面驗(yàn)證點(diǎn)和衛(wèi)星數(shù)據(jù)

為了進(jìn)行對比驗(yàn)證，在撫寧地面站和北戴河站分別安裝了兩臺CE318太陽光度計(jì)，太陽光度計(jì)可測量 的 波 長 為340，380，440，500，675，870，940，1020ｎｍ，通過該儀器可實(shí)時(shí)監(jiān)測飛行過程中的AOD值和大氣中的水汽含量。將光度計(jì)測量到的500ｎｍ波長處的 AOD值 與HSRL系統(tǒng)的反演值進(jìn)行對比。太陽光度計(jì)參數(shù)及反演方法可參照AERONET網(wǎng)站 。同 時(shí)，將衛(wèi)星遙感器獲得的AOD值與HSRL系統(tǒng)的反演值進(jìn)行相關(guān)性分析。衛(wèi)星遙感器主要包括Terra衛(wèi)星和Aqua衛(wèi)星上搭載的中分辨率成像光譜儀、臭 氧監(jiān) 測 儀、可見光紅外成像輻射儀。在 空間上，將衛(wèi)星上搭載的衛(wèi)星遙感器獲得的AOD數(shù)據(jù)在經(jīng)緯度格點(diǎn)上進(jìn)行插值，插值間隔為0.1°，這樣可實(shí)現(xiàn)不同日期飛行路徑上對應(yīng)經(jīng)緯度范圍內(nèi)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)點(diǎn)與機(jī)載HSRL系統(tǒng)計(jì)算的數(shù)據(jù)點(diǎn)的匹配，便于對兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。在時(shí)間上，衛(wèi)星過境時(shí)間相對較短，故主要選取衛(wèi)星過境時(shí)間點(diǎn)對應(yīng)的機(jī)載HSRL計(jì)算的AOD值與衛(wèi)星遙感器測得的數(shù)據(jù)來進(jìn)行對比分析。

1.3 HSRL系統(tǒng)參數(shù)、氣溶膠通道接受系統(tǒng)和光學(xué)參數(shù)介紹

機(jī)載HSRL系統(tǒng)的主要參數(shù)如表２所示，氣溶膠通道接收系統(tǒng)如圖２所示。大氣回波信號首先經(jīng)過分色片，波長為1064nm的信號透射過濾光片之后，經(jīng)聚焦透鏡入射到探測器中。圖２虛線框中是三個(gè)波長為532nm的接收探測器。大氣分子的后向散射信號先經(jīng)過一個(gè)波長為532nm的窄帶濾光片，之后進(jìn)入干涉儀中，背景噪聲被濾除。濾光后再經(jīng)過一個(gè)偏振分束器，其中一束光被反射進(jìn)垂直通道并被探測器接收，另一束光經(jīng)過一個(gè)波長為532nm的半波片和另一個(gè)偏振分束器。分束后得到的反射光和透射光強(qiáng)度的比值為0.71∶0.29，透射光信號經(jīng)過聚焦鏡后進(jìn)入平行通道探測器，反射光信號經(jīng)過碘分子濾波器后進(jìn)入分子通道探測器。

本文主要對HSRL系統(tǒng)反演的氣溶膠光學(xué)參數(shù)進(jìn)行分析，相關(guān)機(jī)載激光雷達(dá)回波信號的分析結(jié)果可參考文獻(xiàn)。利用HSRL系統(tǒng)反演氣溶膠參數(shù)的方法可參考文獻(xiàn)。其中，大氣（包括空氣分子和氣溶膠）總的DR系 數(shù)（ADR）是垂直通道信號Ｂ⊥與平行通道信號Ｂ‖ 的比值，它主要與被測物的非球形狀態(tài)有關(guān)：

氣溶膠LR（ALR）的表達(dá)式為:

式中：AAEC，532為532nm波長處的AEC；AABC，532為532nm 波長處的ABC。利用Fernald算法計(jì)算得到1064nm波長處的ABC為AABC，1064，選取相應(yīng)的LR值為40sr，再結(jié)合HSRL反演計(jì)算得到的532nm 波長處的ABC，則可求得CR（ACR），其表達(dá)式為

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1不同日期下的AOD相關(guān)性分析及分布

為了驗(yàn)證機(jī)載HSRL系統(tǒng)反演AOD值的可靠性，選取不同日期下HSRL系統(tǒng)反演得到的AOD值與衛(wèi)星遙感器測得的AOD值進(jìn)行對比，如圖3所示，AOD主要 是低層氣溶膠的貢獻(xiàn)，因此選 取AEC的積分高度的范圍為0~3ｋｍ。圖３（ａ１）～（ａ６）為不同日期下HSRL系統(tǒng)反演得到的AOD值和衛(wèi)星遙感器測得的AOD值的相關(guān)性結(jié)果，其中Ｎ為數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)，可以看出，３月４日、11日、14日、16日兩者的相關(guān)系數(shù)（Ｒ）都 在0.93以 上，18和19日兩者的Ｒ較 小，分別為0.85703 和0.90478。圖３（ｂ１）～（ｂ６）是不同日期下HSRL系統(tǒng)反演得到的AOD值與衛(wèi)星遙感器測得的AOD值的相對偏差，相對偏差的范圍為-20％～20％，18日和19日的相對偏差偏向于負(fù)值，其原因是這兩天的飛行高度為3ｋｍ 左右，且大氣污染較嚴(yán)重，對應(yīng)氣溶膠層分布較高，因此HSRL系統(tǒng)反演得到的AOD值較小。

在圖3中所選的６天時(shí)間內(nèi)，HSRL系統(tǒng)反演得到的AOD值與CE318和衛(wèi)星遙感器測得的AOD值的相關(guān)性與偏差如圖４所示。HSRL系統(tǒng)反演得到的AOD值與太陽光度計(jì)CE318測得的 AOD值的相關(guān)性如圖４（ａ）所示。可以發(fā)現(xiàn)，兩者相關(guān)系數(shù)超過0.99，相關(guān)性良好。HSRL系統(tǒng)反演得到的AOD值與衛(wèi)星遙感器測得的AOD值的相關(guān)性如圖４（ｂ）所示。可以發(fā)現(xiàn)，兩者相關(guān)系數(shù)超過0.99。在圖４（ｃ）中，縱坐標(biāo)為HSRL系統(tǒng)反演得到的AOD值與太陽光度計(jì)CE318測得的 AOD值的偏差，橫坐標(biāo)為兩者AOD值的平均值。可以發(fā)現(xiàn)，兩者AOD值的偏差隨著兩者AOD平均值的變化，分布相對均勻，主要分布的范圍為-0.02～0.02，這表明兩者的偏差較為穩(wěn)定且較小。在圖４（ｄ）中，縱坐標(biāo)為HSRL系統(tǒng)反演得到的AOD值與衛(wèi)星遙感器測得的AOD值的偏差，橫坐標(biāo)為兩者AOD值的平均值。可以發(fā)現(xiàn)，隨著兩者AOD平均值的增大，偏差增大。出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因是，當(dāng)AOD值較高時(shí)，存在衛(wèi)星對AOD值高估的現(xiàn)象。

接著，對不同日期下飛行路徑上HSRL反演得到的AOD值分布進(jìn)行了研究，這有利于進(jìn)一步分析污染物的分布情況和成因。３月４日，AOD高值區(qū)主要是近海地區(qū)和東部地區(qū)，此處AOD值的范圍為0.80～0.95。３月11日，AOD高值區(qū)主要是西部地區(qū)，城鎮(zhèn)以及近海地區(qū)的AOD值較大，AOD值在0.3左右。３月14日和16日，天氣條件良好，氣溶膠濃度相對較小。海洋和山地地區(qū)的AOD值差別不大；沿海城鎮(zhèn)地區(qū)的AOD值略大。３月18日沿海城鎮(zhèn)地區(qū)的AOD值較大，AOD值的范圍為1.2～1.3。東部城鎮(zhèn)地區(qū)的AOD值比西部大；北部及西部山地地區(qū)的AOD值較小，AOD值約為0.8。３月19日，東部沿海地區(qū)和山地地區(qū)的AOD值 較小，西部山地地區(qū)和沿海城鎮(zhèn)地區(qū)的AOD值較接近，AOD值約為0.7。

2.2不同日期下AOD值的變化及污染源分析

圖５是不同日期下HSRL系統(tǒng)反演的AOD值的變化圖。清潔天3月11日、14日、16日的AOD值 較小，其范圍為0.1～0.3；污染天３月４日、18日、19日的AOD值的范圍為0.6～1.1。３月４日是污染較重的一天，AOD值的平均值約為0.8。結(jié)合表３所示的不同日期下秦皇島的天氣狀況可知，４日的空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）為174，西南風(fēng)為３～４級。３月11日、14日、16日 大氣較干凈，西北風(fēng)驅(qū)散了秦皇島當(dāng)?shù)氐奈廴疚铮珹OD值降低。３月18日和19日，AOD值的平均值分別為1.0和0.6，風(fēng)向轉(zhuǎn)為西南風(fēng)，風(fēng)向的轉(zhuǎn)變會導(dǎo)致京津冀、山東半島、華北等地區(qū)排放的污染物傳輸至秦皇島地區(qū)，導(dǎo)致地區(qū)性污染。可以看出，秦皇島地區(qū)的污染情況與風(fēng) 向的變化緊密相關(guān)，氣象條件在污染物防治和傳輸過程扮演著重要的角色。

2.3污染天和清潔天的氣溶膠參數(shù)分布特性分析

2.3.1 氣溶膠污染個(gè)例分析

圖６為2019年３月４日的氣溶膠分布圖。如圖６（ａ）所 示，在近海海岸大氣低層高度ｈ≤1ｋｍ處，氣溶膠粒子的ABC值較大，存在明顯的氣溶膠層。由表３可知，３月４日秦皇島地區(qū) 以西南風(fēng)為主，風(fēng)將中部工業(yè)地區(qū)排放的煙塵和污染型顆粒物吹向秦皇島海岸。由于海洋上空水汽含量較多，因此污染物粒子間會發(fā)生碰并增長作用，這容易造成污染物在海面上累積，形成穩(wěn)定的氣溶膠懸浮層。在圖６（ｂ）中，當(dāng)近海地區(qū)ｈ≤0.3ｋｍ 時(shí)，DR值較小，其范圍為0.08～0.10；ｈ＝1ｋｍ處的氣溶膠粒子對應(yīng)的DR值的范圍為0.10～0.15，該區(qū)為煙霧等粗粒子的混合區(qū)。圖６很好地反映出污染天秦皇島地區(qū)的氣溶膠層分布、粒子特性和污染物特征。

圖７是2019年３月４日10：30～14：00時(shí)間段內(nèi)氣溶膠參數(shù)的分布圖，包括532nm波長處 的ABC、AEC、DR、LR、CR 和 1064nm波長處的ABC。ABC以及AEC的分布結(jié)果可以用來表征不同地區(qū)的氣溶膠濃度。LR、DR和CR數(shù)據(jù)可以用來分辨粒子的大小和形狀以及氣溶膠類型。沙塵粒子對應(yīng)的DR值比較大，城鎮(zhèn)以及工業(yè)地區(qū)粒子的DR值較小；LR值和CR值也會隨著氣溶膠粒子的大小、形狀和成分的變化而變化。對于粗模式顆粒，對流層氣溶膠在532nm波長處的LR值通常為20～50sr，而對于細(xì)模式或高吸收型模態(tài)，氣溶膠顆粒則具有較高的LR值。如圖7所示，在10：30～11：00、12：30～13：00飛行時(shí)段內(nèi)，對應(yīng)觀測區(qū)域的氣溶膠濃度較大，幾百米高度處的DR值在0.1左右；LR值和CR值較大，LR值的范圍為４０～６０ｓｒ，CR值的范圍為2.1～2.5，這與城鎮(zhèn)及工業(yè)污染型氣溶膠類型特征一致。在10：30～11：30飛行時(shí)段內(nèi)，ｈ＝１ｋｍ處，存在LR低值區(qū)，LR值的范圍為20～30sr，相應(yīng)時(shí)間段內(nèi)的DR值約為0.15，該高度層中的粒子尺寸較大。在11：00～11：30飛 行時(shí)段內(nèi)，山地地區(qū)1.0ｋｍ＜ｈ≤2.0ｋｍ處的LR值較小，其范圍為16～30sr；DR值較大，其值約為0.18，該高度層中主要存在的是沙塵等混合型粗粒子。在其他飛行時(shí)段內(nèi)，近地面幾百米高度內(nèi)CR值的范圍為2.1～2.5，細(xì)粒子占比較大。由以上分析可知，2019年３月４日污染天秦皇島地區(qū)近地面幾百米高度的污染主要由細(xì)粒子引起；在1.0ｋｍ＜ｈ≤1.5ｋｍ 處，細(xì)粒子減少，該高度區(qū)域主要為沙塵與工業(yè)排放污染物的混合污染區(qū)。

2.3.2 不同日期不同下墊面類型下的氣溶膠光學(xué)參數(shù)的垂直分布特征

對2019年３月４日、18日、19日 污染天 和11日清潔天城鎮(zhèn)、山地、海洋地區(qū)不同高度對應(yīng)的氣溶膠分布以及參數(shù)變化特征進(jìn)行分析。 圖８為532ｎｍ波 長處 的 氣 溶 膠 參 數(shù)（ＡＢＣ、ＡＥＣ、ＤＲ、ＬＲ和 ＣＲ）的垂直廓線；陰影區(qū)代表各個(gè)高度上的標(biāo)準(zhǔn)差，用來衡量不同高度上氣溶膠參數(shù)的變化。３月４日，城鎮(zhèn)和海洋地區(qū)大氣邊界層高度約為0.5ｋｍ，大氣低層處的氣溶膠濃度較大，海洋大氣低層處的ＡＥＣ值為0.7ｋｍ-1，ＬＲ 值的范圍為30～35sr，ＣＲ值較大，該區(qū)域主要存在的是污染型海洋氣溶膠；城鎮(zhèn)大氣低層處的 ＡＥＣ 的值為1.75ｋｍ-1，在城鎮(zhèn)地區(qū)ｈ＝0.3ｋｍ處，ＤＲ 值較小，但 ＬＲ 值 和 ＣＲ值較大，該區(qū)域中主要存在的是工業(yè)和生物質(zhì)燃燒的混合污染型氣溶膠。山地大氣低層處的 ＡＢＣ 值和 ＡＥＣ值比城鎮(zhèn)地區(qū)大氣低層處的小，比海洋地區(qū)大氣低層處的大。在山地地區(qū)0.3ｋｍ≤ｈ≤0.5ｋｍ 處，ＤＲ值比城鎮(zhèn)和海洋相應(yīng)范圍內(nèi)的ＤＲ值大，其值約為0.15，ＬＲ 值 約為40sr，ＣＲ 值較小，該區(qū)域中主要存在的是沙塵和城鎮(zhèn)污染物粒子的混合類型氣溶膠。３月11日，在大氣邊界層高度約為0.5ｋｍ 處，城鎮(zhèn)、山地、海洋地區(qū)的 ＡＢＣ值和 ＡＥＣ值均較小且數(shù)值接近，大氣低層中存在少量氣溶膠粒子。山地地區(qū)大氣低層中的 ＤＲ值明顯比城鎮(zhèn)和海洋地區(qū)大氣低層中的大，但ＬＲ值和ＣＲ值小，這表明山地地區(qū)大氣低層中主要存在的是沙塵等混合型粗粒子。海洋地區(qū)大氣低層中的ＤＲ值小于0.1，且ＬＲ值較小，其范圍為15～25sr，該區(qū)域主要存在的是海洋氣溶膠。城鎮(zhèn)地區(qū)大氣低層中ＬＲ值的范圍為25～30sr，風(fēng)向由西南風(fēng)轉(zhuǎn)變?yōu)槲鞅憋L(fēng)，將少量的沙塵粒子傳輸至城鎮(zhèn)地區(qū)，沙塵和生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的細(xì)顆 粒混合，因 此ＬＲ值 比３月４日 小。３月18日，地區(qū)間的污染物傳輸過程導(dǎo)致污染物增多，秦皇島地區(qū)大氣低層中的 ＡＯＤ 值增大，并且垂直分布上出現(xiàn)兩個(gè)明顯的氣溶膠層，即在ｈ＝0.5ｋｍ處存在一個(gè)穩(wěn)定的氣溶膠層，在0.5ｋｍ＜ｈ≤１ｋｍ處存在濃度較小的氣溶膠層。在ｈ＝0.5ｋｍ處，城鎮(zhèn)地區(qū)的ＤＲ值范圍為0.05～0.10，且ＬＲ值存在一個(gè)從大到小的變化過程，這表明城鎮(zhèn)地區(qū)近地面主要存在的是工業(yè)和生物質(zhì)燃燒的混合污染型氣溶膠。在0.5ｋｍ＜ｈ≤1.0ｋｍ處，ＤＲ值隨高度逐漸減小，ＬＲ值約為30sr，該氣溶膠層可能是海洋型氣溶膠與城鎮(zhèn)氣溶膠的混合類型。 山地地區(qū)ｈ≤1.5ｋｍ處的ＣＲ值明顯比城鎮(zhèn)和海洋地區(qū)小，ＤＲ值的范圍為0.10～0.15，這表明該地區(qū)主要存在的是以沙塵為主的污染型氣溶膠。３月19日，在大氣邊界層高度為0.5ｋｍ處，低層氣溶膠濃度較大。城鎮(zhèn)和海洋地區(qū)大氣低層處的 ＤＲ 值的范圍為0.05～0.10，ＬＲ值約為30sr，這表明城鎮(zhèn)及海洋地區(qū)大氣低層中主要存在的是混合型氣溶膠。山地地區(qū)大氣低層中主要存在的是沙塵粒子占主導(dǎo)的混合型氣溶膠。

可以發(fā)現(xiàn)，污染天秦皇島城鎮(zhèn)地區(qū)近地面層中主要存在的是工業(yè)排放的污染物以及生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的細(xì)顆粒，大氣低層中的ＡＢＣ值和ＡＥＣ值隨著高度的升高而急劇減小，ＤＲ值在0.1以下，ＬＲ值的范圍為35～45sr，ＣＲ值的范圍為2.1～2.5；海洋地區(qū)大氣低層中主要以污染型海洋氣溶膠為主；山地區(qū)域大氣低層中主要存在的是沙塵等粗粒子，部分地區(qū)大氣低層中 存在的是污染型沙塵氣溶膠，ＤＲ值的范圍為0.10～0.18。該污染主要由重工業(yè)地區(qū)排放的工業(yè)污染物和本地生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的氣溶膠粒子造成的。

為了進(jìn)一步分析不同日期不同高度區(qū)域內(nèi)的氣溶膠粒子分布特征，對４個(gè)高度層（０＜ｈ≤0.6ｋｍ，0.6ｋｍ＜ｈ≤1.5ｋｍ，1.5ｋｍ＜ｈ≤2.4ｋｍ，2.4ｋｍ＜ｈ≤３ｋｍ）內(nèi)的 ＤＲ值、ＬＲ值、ＣＲ值進(jìn)行分析，其結(jié)果如圖９所示。３月４日，在ｈ≤2.4ｋｍ 處 ，ＤＲ平均值范圍變化不大，其范圍為0.13～0.14，此時(shí)粒子分布較為均勻。ＬＲ值和 ＣＲ值隨著高度的增 加先減小后增大，在較大ＬＲ值和較大ＣＲ值處，大氣低層中主要存在的是細(xì)顆粒氣溶膠。在2.4ｋｍ＜ｈ≤３ｋｍ 處，隨著高度的增加ＤＲ值減小較快，ＬＲ值和ＣＲ值增大，相應(yīng)的氣溶膠粒子形狀的不規(guī)則性逐漸減小，氣溶膠粒子濃度減小，無明顯的氣溶膠層。３月11日，在ｈ≤2.4ｋｍ 處，ＤＲ值變化范圍較小；在０＜ｈ≤0.6ｋｍ 處，ＬＲ值和 ＣＲ值較大，在ｈ＞0.6ｋｍ處，ＬＲ值和 ＣＲ值的變化不明顯。這表明清潔天不同地區(qū)的大氣低層中氣溶膠粒子類型差別大，對應(yīng)的不同高度上的氣溶膠分布較為一致。３月１８日和１９日，ＤＲ值在不同高度區(qū)間內(nèi)隨著高度的增加先增大后減小，表明氣溶膠粒子在整個(gè)高度區(qū)間內(nèi)存在明顯的分層現(xiàn)象，大氣低層中主要是城鎮(zhèn)工業(yè)污染和生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的氣溶膠；隨著高度的增加 ＬＲ值先減小后增大，在0.6ｋｍ＜ｈ≤2.4ｋｍ 處18日ＬＲ值的減小比19日 多，該區(qū)域中主要是沙塵為主的污染型氣溶膠粒子；３月18日、19日大氣低層中ＣＲ值都較大，且隨高度增加逐漸減小，表明大氣低層的散射較強(qiáng)，這與大氣邊界層內(nèi)氣溶膠粒子濃度較大的特征一致。由以上結(jié)果可知，氣溶膠粒子的光學(xué)特性變化可表征不同氣溶膠層的分布特征，且兩者的變化緊密相關(guān)。

3結(jié)  論

利用機(jī)載HSRL系統(tǒng)反演得到的氣溶膠數(shù)據(jù)對秦皇島地區(qū)的大氣氣溶膠的垂直分布和污染特征進(jìn)行 分 析。對不同日期下秦皇島東西部地區(qū)的ＡＯＤ值分布進(jìn)行探測，將機(jī)載HSRL系統(tǒng)反 演得到的ＡＯＤ結(jié)果與地基太陽光度計(jì)和衛(wèi)星遙感器測得的結(jié)果進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)三者相關(guān)性優(yōu)于0.95。利用氣象數(shù)據(jù)和機(jī)載氣溶膠觀測數(shù)據(jù)對不同日期下不同地表類型下的邊界層變化和氣溶膠光學(xué)參數(shù)的垂直分布進(jìn)行分析。通過分析可知，城鎮(zhèn)地區(qū)大氣低層中的氣溶膠類型為混合型氣溶膠，海洋地區(qū)大氣低層中的氣溶膠類型為污染型海洋氣溶膠。雖然不同地表類型下的氣溶膠類型不同，但是污染主要是由大氣低層中的工業(yè)和生物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的混合型氣溶膠造成的。隨后，結(jié)合不同日期不同高度層內(nèi)的三個(gè)表征氣溶膠粒子類型的參數(shù)（ＤＲ、ＬＲ、ＣＲ）對氣溶膠層的垂直分布特征進(jìn)行了詳細(xì)分析。分析結(jié)果展現(xiàn)了HSR系 統(tǒng)探測氣溶膠垂直分布和氣溶膠粒子類型的優(yōu)勢。研究結(jié)果在促進(jìn)HSRL系統(tǒng)發(fā)展和應(yīng)用的同時(shí)，也為以后利用 HSRL系統(tǒng)開展區(qū)域氣溶膠污染研究提供了參考。

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萊森光學(xué)- iSpecHyper-VM系列無人機(jī)機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)

萊森光學(xué)-多旋翼無人機(jī)高光譜成像系統(tǒng)iSpecHyper-VM系列是一款基于小型旋翼無人機(jī)的高性能機(jī)載高光譜成像系統(tǒng)。

萊森光學(xué)-多旋翼無人機(jī)高光譜成像系統(tǒng)光譜范圍400-1000nm/900-1700nm，由高性能高光譜相機(jī)、穩(wěn)定云臺、高清相機(jī)、GNSS模塊、機(jī)載控制與數(shù)據(jù)采集模塊、機(jī)載供電模塊、地面站模塊等部分組成。核心載荷高光譜相機(jī)*自主研發(fā)，采用1英寸大靶面CCD圖像傳感器具有高光譜分辨率、高靈敏度、大視場及優(yōu)異的成像性能，配合定制開發(fā)的高性能穩(wěn)定云臺，能夠有效降低飛行過程中無人機(jī)抖動(dòng)引起的圖像扭曲與模糊；同時(shí)與GPS同步觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)可見光照片匹配同步GPS信息；通過地面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)平臺實(shí)時(shí)觀測飛行器采樣點(diǎn)并可利用地面端設(shè)置采集的航線預(yù)覽及矯正功能；有輻射度校正、反射率校正、區(qū)域校正等批處理能力。輔助相機(jī)可實(shí)時(shí)可見、監(jiān)控拍攝效果，有圖像實(shí)時(shí)回傳功能；有輻射度校正、反射率校正、區(qū)域校正等批處理能力，光譜相機(jī)控制、數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)曝光、自動(dòng)掃描速度匹配、輔助攝像頭功能、支持遠(yuǎn)程遙控、支持巡航、慣導(dǎo)采集模式，數(shù)據(jù)支持Envi等主流遙感軟件，實(shí)時(shí)常用植被指數(shù)計(jì)算功能、光譜及圖像數(shù)據(jù)預(yù)覽、建庫、建立指標(biāo)解譯庫等功能。

萊森光學(xué)-多旋翼無人機(jī)高光譜成像系統(tǒng)與大疆M600 pro/M300RTK無人機(jī)適配，支持同類型的多種無人機(jī)；系統(tǒng)支持配件升級及定制化開發(fā)，為教育科研、智慧農(nóng)業(yè)、林業(yè)調(diào)查、水環(huán)境監(jiān)測、目標(biāo)識別、軍事反等行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域提供高性能解決方案。

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萊森光學(xué)- iSpecHyper-VS系列高光譜成像相機(jī)/便攜式高光譜成像系統(tǒng)

萊森光學(xué)-iSpecHyper-VS系列高光譜成像相機(jī)是萊森光學(xué)（LiSen Optics）專門用于刑偵、物證鑒定、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、礦物地質(zhì)勘探等領(lǐng)域的產(chǎn)品，主要優(yōu)勢具有體積小、幀率高、高光通量分光設(shè)計(jì)、信噪比靈敏度高、大靶面探測器、高像質(zhì)等特點(diǎn)。iSpecHyper-VS采用了透射光柵外置推掃或內(nèi)置原理高光譜成像，系統(tǒng)集成高性能數(shù)據(jù)采集與分析處理系統(tǒng)，高速接口傳輸，全靶面高成像質(zhì)量光學(xué)設(shè)計(jì)，物鏡接口為標(biāo)準(zhǔn)C-Mount，可根據(jù)用戶需求更換物鏡。iSpecHyper-VS系列高光譜成像相機(jī)，廣泛應(yīng)用于刑偵、物證鑒定、精準(zhǔn)農(nóng)林、遙感遙測、 工業(yè)檢測、 醫(yī)學(xué)醫(yī)療、采礦勘探等各領(lǐng)域。

萊森光學(xué)-iSpecHyper-VS系列高光譜成像相機(jī)/便攜式高光譜成像系統(tǒng)主要技術(shù)特點(diǎn)

2 光譜范圍400-1000nm或900-1700nm，分辨率優(yōu)于3nm

2 高光通量分光成像設(shè)計(jì)、信噪比靈敏度高

2 高性能CMOS/CCD/InGaAs（TE Cooled）圖像傳感器，數(shù)據(jù)格式支持ENVI，支持多區(qū)域ROI

2 可選配電控自動(dòng)對焦技術(shù)、自動(dòng)曝光、自動(dòng)成像掃描匹配

2 全靶面高成像質(zhì)量光學(xué)設(shè)計(jì)，點(diǎn)列斑直徑小于0.5像元

2 多種焦距物鏡鏡頭（12.5/25mm/35mm/75mm）可根據(jù)用戶需求更換物鏡

2 多種光學(xué)附件可選：戶外太陽光源、實(shí)驗(yàn)室太陽勻化光源工作臺、三腳架（野外專用）、數(shù)據(jù)線、電源線、電源（外置電源模塊）、儀器便攜式手提箱（定制三防箱）、專業(yè)高光譜采集軟件

詳情可見：

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萊森光學(xué)- iSpecField-系列手持式/便攜式地物光譜儀

萊森光學(xué)-iSpecField系列地物光譜儀是萊森光學(xué)（LiSen Optics）專門用于野外遙感測量、土壤環(huán)境、礦物地質(zhì)勘探等領(lǐng)域的明星產(chǎn)品，由于其操作靈活、便攜方便、光譜測試速度快、光譜數(shù)據(jù)準(zhǔn)確是一款真正意義上便攜式地物光譜儀。iSpecField系列地物光譜儀光譜范圍250-1100nm/250-1700nm/250-2500nm，采用了工業(yè)級觸控顯示屏手柄探頭，手柄探頭同時(shí)采用了光學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)置攝像頭（相機(jī)）、GPS、激光指示器、內(nèi)置光學(xué)快門控制，同時(shí)地物光譜儀主機(jī)與工業(yè)級觸控顯示屏手柄探頭一體化設(shè)計(jì)，可野外現(xiàn)場直接進(jìn)行地物光譜操作測量，野外操作更加便捷方便，非常適合復(fù)雜的野外地物光譜測量。

萊森光學(xué)-iSpecField系列地物光譜儀主要技術(shù)特點(diǎn)

2 光譜范圍250-1100nm/250-1700nm/250-2500nm，固定全息光柵一次性快速掃描分光

2 2048像素面陣BT-CCD，256/512像元InGaAs，高像素雙路探測器同步測量，光譜精度高、分辨率高

2 主機(jī)與工業(yè)級觸控顯示手柄探頭一體化結(jié)構(gòu)，野外測量無需額外電腦，操作靈活

2 最短積分時(shí)間30微秒，測量動(dòng)態(tài)范圍大，7吋高清觸控顯示遠(yuǎn)程觸發(fā)一鍵測量

2 內(nèi)置＞800萬像素自動(dòng)對焦攝像頭（相機(jī)）、GPS、激光指示器、內(nèi)置光學(xué)快門控制

2 GPS定位、地物圖像、角度測量、距離測量、空氣溫濕度測量與光譜實(shí)時(shí)對應(yīng)同步

2 SpecAnalysis專用地物分析軟件，兼容ENVI、TSG、Arcgis等第三方工具軟件，嵌入了USGS數(shù)據(jù)庫和NDVI等13個(gè)植被指數(shù)

2 豐富測量光學(xué)配件：標(biāo)準(zhǔn)白板/灰板、葉片透射夾、礦物土壤專用探頭、式光纖探頭、室內(nèi)太陽光源、視場角鏡頭、BRDF測量附件、透反射實(shí)驗(yàn)室支架裝置、遠(yuǎn)程觸發(fā)器等可滿足野外和實(shí)驗(yàn)室測量需求，可實(shí)現(xiàn)透射反射率、輻照度、輻亮度等測試

2 大容量電池，續(xù)航時(shí)間4-5小時(shí)，供電電池模塊可拆卸，可配置備用電池模塊，滿足長時(shí)間野外測量

詳情可見：

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