基于MODIS數(shù)據(jù)的武漢市地表溫度與空氣污染關(guān)系研究.pdf

1、空氣污染是影響城市發(fā)展的一項(xiàng)重要環(huán)境問題，近年來頻發(fā)的霧霾事件給人類生產(chǎn)生活帶來困擾，因此及時(shí)有效的獲取大氣環(huán)境狀況顯得至關(guān)重要。目前主要通過大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站來獲取空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)，然后對(duì)監(jiān)測(cè)站獲取的各污染物濃度進(jìn)行計(jì)算，得到一個(gè)綜合的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)—空氣污染指數(shù)(API)來反映城區(qū)空氣質(zhì)量狀況。該監(jiān)測(cè)方式僅能得到幾個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)上的空氣質(zhì)量，而不能監(jiān)測(cè)整個(gè)城區(qū)的空氣質(zhì)量分布，因此，這種僅僅依靠點(diǎn)狀監(jiān)測(cè)、獲得點(diǎn)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)方法受站點(diǎn)分布的影響較大，存在

2、一定的局限性。
　　空氣污染受制于多種因素的共同影響，地表溫度是影響空氣質(zhì)量分布的一個(gè)重要因子，而當(dāng)前大范圍、實(shí)時(shí)的地表溫度數(shù)據(jù)以遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)最具代表性。遙感技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)地表溫度宏觀、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。因此本文嘗試通過對(duì)MODIS地表溫度與API進(jìn)行回歸分析，構(gòu)建兩者關(guān)系模型，以期實(shí)現(xiàn)通過遙感技術(shù)獲取空氣質(zhì)量的空間分布狀況的目的。本研究的主要結(jié)論有:
　　(1)地表溫度與大氣主要污染物NO2、SO2、PM10、CO和O3以

3、及API在0.01水平上均呈現(xiàn)顯著性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.486、-0.727、-0.524、-0.652、0.834和-0.542。
　　(2)分別從全年和季節(jié)的角度將地表溫度與API進(jìn)行線性、對(duì)數(shù)、冪函數(shù)、一元二次方程和指數(shù)回歸分析，根據(jù)決定系數(shù)R2選取最優(yōu)模型。選取了一元二次方程為兩者全年關(guān)系模型，指數(shù)為春季關(guān)系模型，一元二次方程作為夏、秋和冬季關(guān)系模型。全年關(guān)系模型和秋季模型的擬合效果較好，決定系數(shù)R2分別達(dá)到0.44

4、和0.56，春夏冬三季模型擬合效果較差，決定系數(shù)R2分布為0.11、0.04和0.05。
　　(3)分別在步長(zhǎng)為1、5、10、25、50情況下對(duì)全年關(guān)系模型和各季節(jié)關(guān)系模型進(jìn)行分析驗(yàn)證。在步長(zhǎng)為1時(shí)，各模型擬合精度和預(yù)測(cè)精度均較差，因此不能實(shí)現(xiàn)通過地表溫度直接預(yù)測(cè)空氣質(zhì)量的目的;隨著步長(zhǎng)的提高，兩精度逐步提高，其中在步長(zhǎng)為50的情況下，各模型的擬合精度和預(yù)測(cè)精度均達(dá)到最佳，全年關(guān)系模型的擬合精度和預(yù)測(cè)精度分別為100％和94.4％