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基于Python星载气溶胶数据处理与反演分析

时间:2024-09-30 14:50:28浏览次数:7  
标签:MODIS 星载 CALIOP Python 绘制 气溶胶 学习 反演 数据

MODIS(中分辨率成像光谱仪)和CALIOP(云-气溶胶偏振激光雷达)是两种重要的星载遥感观测平台,它们提供了大量的气溶胶数据。MODIS通过成像光谱技术获取不同波长的遥感数据,从而得到气溶胶的空间分布、光学厚度等信息,而CALIOP则通过激光雷达技术获取气溶胶的类型和垂直分布信息。这两者结合使用,可以更全面地监测和分析气溶胶的全球时空变化特征。然而,处理和分析这些数据需要一定的专业技术和工具。

Python作为一种强大且易于学习的编程语言,已广泛应用于数据科学和大气科学领域,Python凭借其强大的数据处理能力,可以高效处理海量的气溶胶数据。例如,通过Pandas库,研究人员可以进行高效的数据清洗、整理和分析;NumPy库则提供了强大的数值计算功能,能够快速进行各种数学和统计运算;Cartopy可以简单直观的方式生成地图;Pyhdf可以快速有效处理卫星的hdf数据。

碳中和下气溶胶的研究意义

1.“碳中和”下气溶胶研究意义

气溶胶基本概念

气溶胶基本类型

气溶胶对全球季风区域的影响

气溶胶对东亚季风区淮河流域的影响

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2.MODIS和CALIPSO观测平台

Train卫星介绍

MODIS仪器介绍

MODIS的产品介绍

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CALIOP仪器介绍

CALIPOP产品介绍

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3.地基太阳光度计观测平台(AERONET):

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AERONET数据下载

AERONET数据筛选(Level 1.0

(未筛选),Level 1.5(云筛

选和质量控制)和Level 2.0

(保证质量 )

AERONET数据下载选择(光学厚度、波长指数等)

AERONET数据转换成CSV文件,python的pandas库处理

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Python语言基础和相关软件安装

1.Python环境的安装(Anaconda环境安装,虚拟环境的配置,Jupyter Notebook安装)

2.Python相关库原理介绍(Numpy,Pandas,Matplotlib,Cartopy,Pyhdf)

3.Jupyter Notebook实操

Numpy库学习(最小值,最大值,平均值,标准差,NaN数据)

Matplotlib库学习(折线图,散点图,饼状图,热力图)

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Pandas库学习(读取Aeronet的csv文件,处理气溶胶数据,通过质量控制,数据筛选展现气溶胶光学厚度日变化图)

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Cartopy库学习(投影方式;分辨率,海岸线,河流,国界线;轨迹线;截取区域)

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Pyhdf库学习(读取MODIS属性名)

MODIS气溶胶数据处理与反演分析

1、MODIS气溶胶数据下载(选择对应产品,时间,区域,Wget下载,World View云图相关云图)

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2.下载安装MODIS数据软件(查询和绘图)

HDFView下载安装

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Panoply下载安装

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3.详细介绍MODIS产品原理:

暗目标(Dark Target)(主要处理洋面和植被覆盖的陆地数据)

深蓝法(Deep Blue)(主要处理干旱和沙漠地表的数据)

理解MODIS文件名含义

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4.Jupyter Notebook实操MODIS数据

通过python代码画出DT-Ocean的AOD和FMF彩图

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通过python画出DT-LAND画出陆地AOD和FMF彩图(陆地数据质量控制,选择QA==3的陆地数据)

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暗目标法和深蓝法数据联合绘图

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绘制沙尘暴天气气溶胶彩图(此图可以看出沙尘暴天气强度)

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绘制区域气溶胶四季变化图(此图可以分析出该区域四季光学厚度季节变化)

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绘制地空气溶胶光学厚度一一对应图,并将气溶胶分类

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CALIPSO气溶胶数据处理及反演分析

1.CALIPSO气溶胶数据下载(包括333m混合层、1km云层、5km云层、5km气溶胶层、5km混合层、5km云廓线等)

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2.激光雷达原理介绍(后向回波信号原理,公式讲解。后向散射系数、消光系数、退偏比、彩色比等相关参数介绍,CALIOP并通过这些参数将气溶胶分类)

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3.Jupyter Notebook实操CALIOP数据:

绘制CALIOP数据轨迹图,通过轨迹图确实研究区域

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绘制特征类型轨迹图

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绘制CALIOP特征图和不同气溶胶类型图

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绘制气溶胶类型饼状图(分析该地区气溶胶类型)

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绘制CALIOP气溶胶数据年趋势变化和月份变化图(分析该地区污染变化)

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绘制气溶胶消光系数和出现率季节变化图(分析该地区季节变化导致气溶胶变化)

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绘制气溶胶AOD,颜色比,退偏比彩图

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深度学习简介与深度学习处理MODIS云案例(进阶)

1.引言与背景

机器学习与深度学习概述

深度学习的发展历程与应用领域

2.神经网络基础

人工神经网络(ANN)概述

感知器与激活函数

前向传播与反向传播

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损失函数与优化算法(如梯度下降法)

3.常用深度学习模型

卷积神经网络(CNN)

卷积操作与池化层

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CNN架构与应用(如图像分类)

经典CNN模型

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4.通过Kaggle平台了解相应的机器学习处理MODIS数据

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扩展(卷云特诊)和论文写作分析

1.卷云的原理和特征,及其四季宏观变化

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2.论文写作要点

3.论文投稿期刊选择(查看对应期刊)

4.案例分析

原文链接

标签:MODIS,星载,CALIOP,Python,绘制,气溶胶,学习,反演,数据
From: https://blog.csdn.net/lwjnlqiqi/article/details/142656496

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