京津冀地區(qū)pm2.5濃度的遙感反演方法研究

1、中圖分類號：X 5 1 3U D C ： 9 0 0密級： t 口：；l 必：學(xué)校代碼：訶粵￡籪為丈學(xué)碩士學(xué)位論文( 學(xué)歷碩士)公開1 0 0 9 4京津冀地區(qū)P M 2 ．5 濃度的遙感反演方法研究G r o u n d —L e v e l P M 2 ．5o f R e m o t e S e n s i n g R e t r i e v a li nt h eB e i j i n g - - T i a n j i n -

2、- H e b e iR e g i o n作者姓名：王旭指導(dǎo)教師： 胡引翠副教授學(xué)科專業(yè)： 地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)研究方向：遙感應(yīng)用論文開題日期： 2 0 1 5 年9 月1 日摘要國民經(jīng)濟快速發(fā)展，城市規(guī)模急劇擴張，而由城市交通污染、工程建設(shè)污染、工業(yè)污染及生態(tài)環(huán)境破壞等引發(fā)的大氣污染問題給城市空氣質(zhì)量帶來了空前未有的挑戰(zhàn)。目前，細顆粒物P M 2 ．5 己經(jīng)成為我國大多數(shù)地區(qū)的首要污染物。全面有效的掌握空氣污染的分布情況及其變化規(guī)律

3、對城市環(huán)境預(yù)防和治理尤為重要。我國面積遼闊，但大氣環(huán)境監(jiān)測基本還是靠常規(guī)的地面監(jiān)測，地面站點數(shù)量少且主要集中在比較發(fā)達的大、中城市，對大氣污染監(jiān)測的掌握程度仍處于較低水平。衛(wèi)星遙感監(jiān)測與地面站點監(jiān)測方法相比，具有快速、宏觀、動態(tài)、經(jīng)濟等特點，在環(huán)境空氣污染變化的空間性、連續(xù)性方面具有明顯優(yōu)勢。因此，衛(wèi)星遙感作為大氣污染監(jiān)測的重要技術(shù)手段之一，對于城市和區(qū)域性的環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測和防治具有現(xiàn)實意義。本文以京津冀地區(qū)為研究區(qū)域，對M O D

4、I S 氣溶膠光學(xué)厚度與大氣P M 2 ．5 質(zhì)量濃度的相關(guān)關(guān)系進行了探討，建立了全年及分季節(jié)的P M 2 ．5 質(zhì)量濃度衛(wèi)星遙感估算模型，并引入氣象因子對模型進行修正，提高了模型的精度，然后對M O D I S 產(chǎn)品反演的氣溶膠光學(xué)厚度數(shù)據(jù)和地面P M 2 ．5 質(zhì)量濃度數(shù)據(jù)分析了京津冀地區(qū)P M 2 ，5 質(zhì)量濃度和氣溶膠特征分布情況，主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：( 1 ) 利用M O D I S A O D 數(shù)據(jù)與P M 2 ．5 質(zhì)

5、量濃度數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析并建立回歸模型，發(fā)現(xiàn)直接擬合的模型相關(guān)性不高，不能直接利用回歸模型估算近地面P M 2 ．5 質(zhì)量濃度。然后按季節(jié)將各市建模數(shù)據(jù)分別進行擬合分析，各模型精度得到提高。( 2 ) 考慮區(qū)域的一致性，本文對7 個市的樣本數(shù)據(jù)進行標(biāo)高訂正和濕度訂正，用標(biāo)高訂正后的氣溶膠光學(xué)厚度與濕度訂正后的細顆粒物質(zhì)量濃度進行建模，發(fā)現(xiàn)二者的相關(guān)性有一定幅度的上升。分季節(jié)擬合后，二者之間具有較為顯著的相關(guān)性，更能真實地估算地面P M

6、2 ．5 質(zhì)量濃度。研究結(jié)果表明，衛(wèi)星遙感可以作為區(qū)域尺度下細顆粒物質(zhì)量濃度監(jiān)測的有效補充手段。( 3 ) 對A O D 和P M 2 ．5 質(zhì)量濃度的時空分布特征進行分析，結(jié)果表明二者在時間分布上具有顯著的季節(jié)性變化，秋冬兩季的A O D 值低于春夏兩季；而P M 2 ．5 質(zhì)量濃度的時間分布特征與A O D 相反，P M 2 ．5 質(zhì)量濃度高值出現(xiàn)在1 0 月到次年1 月，低值出現(xiàn)在5 ～8 月。從空間特征上看，京津冀地區(qū)由北往南A