遥感反演PM2.5的文献阅读笔记

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大气气溶胶化学成分地基遥感反演研究——以京津唐地区为例

大气气溶胶化学成分地基遥感反演研究——以京津唐地

区为例

大气气溶胶化学成分地基遥感反演研究——以京津唐地区为例

引言

大气气溶胶（Aerosol）是指悬浮在大气中的固体或液体颗粒物，主要由尘埃、烟尘、细菌、铵盐、硫酸盐、硝酸盐、有机物等组成。气溶胶在大气中广泛存在，对空气质量、气候变化和生态环境等产生很大影响。因此，对气溶胶的化学成分进行准确的测量和分析是至关重要的。

地基遥感技术是利用地面观测站点的红外、太阳辐射、激光雷达等设备，通过监测和分析大气中的辐射信息，来估计大气气溶胶的化学成分。在京津唐地区这样一个经济发达、人口密集的城市群中，大气气溶胶的来源复杂，浓度高，因此进行地基遥感反演研究具有重要意义。

一、大气气溶胶成分对环境的影响

大气气溶胶的化学成分对空气质量产生直接影响。其中，颗粒物是大气气溶胶的主要组成部分之一，它对人体健康和环境质量具有重要意义。细颗粒物（PM2.5）的污染已经成为了城市环境的主要问题之一。研究发现，细颗粒物中的硫酸盐、硝酸盐和有机物等物质与人体健康问题密切相关，如呼吸道疾病、心脏病等。同时，气溶胶的光学性质也对气候变暖和天气模式等方面有重要影响。

二、地基遥感技术在气溶胶成分研究中的应用

地基遥感技术是重要的气溶胶研究手段之一，其优势在于实时性强、研究范围广。在京津唐地区的研究中，地基遥感技

术通过监测大气辐射的变化，实现对气溶胶成分的反演。具体而言，通过监测大气辐射中可见光和红外辐射的变化，可以获得气溶胶的浓度、粒径等基本信息。而结合气象数据和气象模型，可以进一步推测气溶胶的来源和形成机制。

利用MODIS数据反演大气AOD及PM2

利用MODIS数据反演大气AOD及PM2 .5浓度

空气质量是人们生活中的重要问题，特别是在一些大城市，PM2.5浓度高的情

况经常发生，导致了严重的健康问题。因此，对于大气PM2.5浓度的监测和预测

就显得尤为重要。近年来，利用遥感技术反演大气PM2.5浓度的方法越来越受到

关注，这种方法的优点是可以获取全球范围内的PM2.5数据，具有实时性和全面性，可以更好地开展大气环境管理工作。本文主要介绍利用MODIS数据反演大气AOD及PM2.5浓度的方法。

一、MODIS数据简介

MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）是由美国宇航局（NASA）和国家航空航天局（NOAA）合作设计并发射的一种用于地球观测的卫

星传感器。它的主要任务是提供高分辨率、全球性、高时空分辨率的遥感数据，为全球大气、海洋和陆地环境监测提供支持。

MODIS传感器包含36个波段，覆盖范围包括可见光、近红外和红外波段。MODIS数据是用于大气、海洋、陆地和冰盖研究的主要遥感数据之一，已经成为

全球监测与预测大气和海洋轨迹、地表覆盖变化等研究的重要工具。

二、大气AOD反演方法

大气AOD（大气消光系数）是指在大气中传播的光线在一定路径上能量损失

的程度，是一个衡量大气透明度的指标。通过对AOD的反演，可以得到某一航迹

上特定时刻的大气光学厚度，从而可以估算出大气中颗粒物的浓度。目前，主要的AOD反演方法有两种：基于空间变化模型的方法和基于统计模型的方法。

基于空间变化模型的反演方法主要是基于能见度和光学理论，利用空间变化的

卫星遥感细颗粒物(PM2.5)监测技术指南HJ 1264

卫星遥感细颗粒物（PM2.5）监测技术指南

1 适用范围

本标准规定了卫星遥感细颗粒物监测的方法、结果验证、质量控制等内容。

本标准适用于陆地区域卫星遥感细颗粒物监测工作，作为地面监测手段的补充，用于掌握大范围细颗粒物空间分布规律及变化趋势。

2 规范性引用文件

本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是注明日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。

HJ 93 环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）采样器技术要求及检测方法

HJ 653 环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统技术要求及检测方法

HJ 655 环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统安装和验收技术规范

HJ 817 环境空气颗粒物（PM10和PM2.5）连续自动监测系统运行和质控技术规范

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1

气溶胶光学厚度 aerosol optical depth（AOD）

从地面到大气层顶垂直路径中整层气溶胶消光系数的总和，量纲为1。

3.2

像元PM2.5浓度 pixel PM2.5 concentration

卫星观测1个像元范围内的近地面大气细颗粒物平均质量浓度，计量单位为μg /m3。

3.3

行星边界层高度 planetary boundary layer height（PBLH）

行星边界层也称摩擦层或大气边界层，是对流层的最下层，一般自地面到1 km～2 km高度；行星边界层高度是指从地面到行星边界层顶的高度，表示污染物在垂直方向能被热力湍流所扩散的范围。

基于遥感数据估算近地面PM 2.5 浓度的研究进展

基于遥感数据估算近地面PM 2.5浓度的研究进展

杨晓辉1

，肖登攀1

*，王　卫2,3

，柏会子1

，唐建昭1

，范丽行

2,3

1. 河北省科学院地理科学研究所, 河北省地理信息开发应用工程技术研究中心, 河北石家庄　050011

2. 河北师范大学地理科学学院, 河北石家庄　050024

3. 河北省环境演变与生态建设实验室, 河北石家庄　050024

摘要：卫星反演的气溶胶光学厚度(AOD)具有广泛的空间覆盖度和相对较高的时空分辨率. 基于AOD 与PM 2.5的相关关系来估算PM 2.5浓度已成为监测近地面PM 2.5的有效途径，其估算结果较可靠，能够为治理PM 2.5污染提供数据基础和科学依据. 从反演AOD 数据集和PM 2.5浓度估算模型2个方面进行梳理归纳，从卫星轨道运行类型角度分析各类传感器的产品特征，并对缺失AOD 的插补方法进行分类评价；对PM 2.5浓度的估算模型进行比较分析，指出不同模型的优缺点和适应性. 结果表明：①各类卫星传感器均具有特定功能及优缺点，其中地球同步轨道(GEO)卫星的快速发展，使其在估算PM 2.5浓度的应用上越来越广泛.②插补后的AOD 比AOD 初始产品具有更连续的时空分布和更高的准确性，基于模型的多变量估算不仅可以实现数据的全面覆盖，还可以获得更好的估算精度. ③组合模型成为估算PM 2.5浓度的重要方法，机器学习模型的加入能够有效提高PM 2.5浓度的估算精度. 研究显示，利用AOD 估算近地面PM 2.5浓度不仅弥补了地面PM 2.5监测的空间不连续性，更有助于解析PM 2.5浓度的时空分布特征及污染来源.

卫星遥感影像反演PM2.5并行算法研究与应用

摘

要 ........................................................................................................................... I

ABSTRACT ......................................................................................................... ...... III 1 绪论.. (1)

1.1 研究背景及意义 (1)

1.2 国内外研究现状 (2)

1.3 研究内容概述 (5)

1.4 论文组织结构 (6)

2 PM2.5反演算法 (7)

2.1 气溶胶光学厚度 (7)

2.2 气溶胶光学厚度反演 (7)

2.2.1 辐射传输原理 (8)

2.2.2 反演过程 (9)

2.3 AOD-PM2.5模型 (12)

2.4 本章小结 (13)

3 并行反演PM2.5算法的设计与实现 (15)

3.1 并行处理技术 (15)

3.2 MPI概述 (16)

3.2.1 MPI常用函数 (17)

3.2.2 MPI组通信 (17)

3.2.3 MPI设计模式 (19)

3.2.4 MPI实现方式 (19)

3.3 并行构建PM2.5查找文件的设计与实现 (20)

3.3.1 设计思想 (20)

3.3.2 设计过程 (22)

3.3.3 实验环境 (30)

余涛-气溶胶遥感反演研究20150714

其中散射又分为反射和投射。
1.大气气溶胶特性
1.4 气溶胶光学特性-散射相函数
散射相函数用来描述电磁波被介质散射后在各个方向上的强度分布比例。
对于球形粒子，可以利用著名的MIE（米散射）理论来计算单个粒子的
散射相函数。对于非球形粒子，常用T-Matrix和几何光学理论来计算相函数，或者直接利用仪器观测来得到。
2.2 卫星监测气溶胶
卫星观测气溶胶的传输与扩散
29
2. 卫星监测气溶胶参数的意义
2.2 卫星监测气溶胶
基于不同时间的卫星图像，可以清楚地看到灰霾气溶胶的变化趋势
1月10号 1月12号 1月14号 1月16号
灰霾侵袭
PM2.5=248μg/cm3 AQI=289
北京地区2012年冬季灰霾态势变化实例
当电场矢量 E 的振动集中在某一方向时，称光在这一方向是偏振的。
1.大气气溶胶特性
1.4 气溶胶光学特性-偏振特性
当电场振动的轨迹是一条直线时，称为线偏振。
当电场振动的轨迹是一个圆时，称为圆偏振。
1.大气气溶胶特性
1.4 气溶胶光学特性-多角度特性和多光谱特性：
不论是非偏和偏振，当不同波段的入射光线经过气溶胶粒子散射后，在不同方向上的散射分量是不同的。因此当卫星从不同角度观测气溶胶粒子时，得到的不同波段的辐射值是不同的。
属性：光谱、时间、空间、角度、极化„

PM (2.5)遥感研究热点分析

PM_(2.5)遥感研究热点分析

随着全球工业、城市化和交通运输等人类活动的不断发展，大气污

染问题同步加剧，并引起人们的广泛关注。空气中的颗粒物(PM)污染对

我们的健康和环境产生了负面影响。其中，PM2.5 颗粒物对人体健康影

响尤其大，因其直径小于2.5 微米，在空气中可以较长时间漂浮，并被深入人体呼吸道和肺部，引发呼吸系统疾病、心血管疾病等各种健康问题。

研究PM2.5 分布状况及来源成为环境科学领域的重点研究之一。为了更好地研究PM2.5，科学家们广泛应用遥感技术，获得大量有关空气

污染的信息，并通过各种途径分析这些信息。本文旨在介绍近年来

PM2.5 遥感研究的热点方向和趋势。

1.空间分布特征

空气污染物的空间分布是与地理环境密切相关的，因此研究PM2.5 的空间分布特征可以为空气污染的源、传输及成因机理提供有力的支持。近年来，众多研究者利用多源遥感技术，通过空间统计方法分析和揭示PM2.5 的时空变化规律，为城市规划和管理提供了基础数据。

例如，利用卫星遥感数据的密集和分辨率高等特点，可以实现

PM2.5 的监测和研究。国际上首创的OMI-AQI 和MODIS-AQI 是两种基

于卫星遥感数据的PM2.5 遥感模型，分别利用红外光谱方法和激光雷达

技术获取和分析PM2.5 的数据，为全球环境监测提供了信实数据源。

2.P M2.5 影响因素分析

PM2.5 的成因与气候、人为活动、地形地貌等因素有关。因此，通

过对空气污染物污染源、传输方式、化学反应及排放等多个方面进行分析，可以更好地理解PM2.5 污染的成因，为制定有效的治理和管理措施

前沿基于卫星遥感的我国PM2.5时空分布研究

内容提要：国外大量的流行病学研究已经证明了PM2.5与许多负面的健康效应有关。由于我国2012年底才建成了PM2.5地面监测网络，大范围、长时间的PM2.5历史监测数据的缺失使得我国PM2.5的环境流行病学与健康效应研究较为薄弱。而利用卫星遥感反演的气溶胶光学厚度（AOD）估算地面PM2.5浓度是近年来国际上快速发展起来一项新的研究领域，可以有效弥补地面PM2.5监测站点在时间和空间上观测的不足。近日，南京环境学院毕军教授课题组与美国Emory大学刘阳教授课题组合作在我国卫星遥感反演PM2.5研究方面取得进展，该项研究论文于2016年2月发表于环境与健康领域国际顶级期刊Environmental Health Perspectives (EHP)上。

1 引言

近三十年来，随着社会经济的高速发展，灰霾的污染已逐渐发展为我国的一个突出环境问题，但近几年我国才逐渐意识到PM2.5污染问题的严重性，直到2012年底才初步建成了PM2.5地面监测网络。大范围、长时间的PM2.5历史监测数据的缺失，使得我国PM2.5的环境流行病学与健康效应研究较为薄弱，也使得我国PM2.5的污染控制及环境管理缺乏科学支撑。基于以上背景，本研究基于卫星遥感反演的气溶胶光学厚度（AOD），开发适合于我国的高精度PM2.5-AOD高级统计模型，估算历史PM2.5的时空分布，为我国PM2.5环境管理和健康研究提供基础数据和科学依据。

2 研究方法

本研究采用了搭载于美国Aqua卫星上的中分辨率成像光谱仪（MODIS）第六版（C6）暗目标算法（DT）和深蓝算法（DB）AOD 数据。为最大限度提高数据的时空覆盖率，基于逆方差加权（IVW）平均对DT和DBAOD数据进行了融合。基于2013年的PM2.5地面监测数据、IVW融合AOD数据，以及气象、土地利用参数，构建了能

激光雷达探测反演PM_2_5_浓度的精度研究_何涛

收稿日期：２０１２－０６－２６；收到修改稿日期：２０１２－０９－１９基金项目：环保部公益性行业科研专项（２０１０４６７００７）资助课题。作者简介：何涛（１９８３— ），男，硕士，助理工程师，主要从事激光雷达和卫星遥感大气环境参数等方面的研究。
本文根据激光雷达在４７ｍ高度处探测反演的消光系数与铁塔上实测的ＰＭ２．５浓度数据对两者之间的关系进行了研究，获得了３５５ｎｍ消光系数与ＰＭ２．５浓度之间的定量关系。并通过６３，８０，１２０，１６０ｍ的铁塔观测数据与雷达探测结果对该定量关系式在垂直高度上的反演精度做了评估。考虑到气象因素对消光系数和ＰＭ２．５浓度之间定量关系的影响，文中讨论了温度、相对湿度和风速对该定量关系的影响，并利用ＨＹＳＰＬＩＴ后向轨迹模型分析了观测期间北京市气溶胶的来源。
第４０卷第１期２０１３年１月
Байду номын сангаас
中国激光ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＬＡＳＥＲＳ
Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．１Ｊａｎｕａｒｙ，２０１３

《PM2.5》的阅读答案

细颗粒物又称细粒、细颗粒、PM2.5。细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。下面我们为大家带来《PM2.5》阅读答案，仅供参考，希望能够帮到大家。

PM2.5

PM2.5，一个耳熟能详的词汇。对它的准确定义是：空气动力学直径小于或等于2.5微米的固体颗粒或液滴的总称，又被称为细颗粒物或入肺颗粒物。由于体积小，重量轻，PM2.5可以在空气中滞留很长时间，在空气中被大气环流带到较远的地方。PM2.5的比表面积①比较大，可以吸附更多的病毒细菌和各种对人体健康有害的污染物。空气中的PM2.5，可以通过呼吸道，进入肺泡，在肺泡内积聚，干扰肺内的气体交换，引发各种疾病。因此，PM2.5对健康的危害特别严重。

1982年，美国已经开始展开有关PM2.5的前瞻性研究，并于2002年将论文发表于《美国医学会杂志》。虽然起步较晚，但中国同样不缺乏这方面的研究。从2004年开始，北京大学医学部教授潘小川就开始监测空气中PM2.5的日均浓度。研究显示，PM2.5的增长与医院急诊相关疾病的病人的人数成正相关②。

随后，潘小川等人利用模型计算PM2.5对北京市人群的健康威胁，发现当PM2.5浓度增加10微克/立方米时，呼吸系统疾病死亡、循环系统疾病死亡和非意外总死亡的死亡百分率分别上升0.76%、0.43%和0.67%。

PM2.5浓度升高既有气象原因，也有污染排放原因，其中污染排放为首的'主要因素有：汽车尾气的排放，使用柴油的大型车是重犯，包括大型公交车、各单位的班车，以及大型运输卡车等;工业生产排放的废气，在工业生产过程中，不可避免地会向大气排放大量的工业废气，包括可燃性气体、含硫化物的气体、有毒的气体以及含放射性物质的气体等，这些气体随着废气的排放扩散到空气中;工地建筑和道路交通产生的扬尘，正在城镇化中崛起的新型城市，建筑工地扬尘、泥

基于遥感影像的PM2.5浓度分布的探索

【摘要】本文旨在探究大气气溶胶光学厚度产品与地面PM2.5的质量浓度之间的关联，以武汉、宜昌地区为例，探索湿度影响订正后的卫星大气气溶胶光学厚度产品与PM2.5质量浓度的关系，并进行详细改进、总结展望，进而达到利用遥感影像监测PM2.5的目的。

【关键词】PM2.5;气溶胶;遥感数据;关系

1.研究背景

随着社会经济的发展、工业建设和城市化进程加快，大气污染日渐严重，危害人类生产生活，PM2.5也成为关注的焦点。PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，能直接进入人体肺部，其自身及其携带的有害物质有了侵入人体的机会，严重危害人们健康[1]。

目前国内对PM2.5的监测方法主要包括重量法、β射线法和微量振荡天平法[2]。这些方法与样本点的数量、密度、分布息息相关，难以精确反应PM2.5浓度分布随时间和空间的变化。由于遥感数据有区域性强、分布范围广、时效性强的特点，近年来专家学者纷纷利用遥感反演方法研究PM2.5分布情况。如李倩等[3]对香港元朗地区中等分辨率成像光谱仪影像进行气溶胶反演，为PM2.5浓度反演提供了可行参考。

2.研究概述

2.1 研究内容

探索大气气溶胶厚度与PM2.5关系模型，定量分析PM2.5的浓度分布。首先，获取气溶胶光学厚度，并记录对应时段PM2.5实际质量浓度。然后，对反演得到的AOD产品进行垂直分布订正和湿度影响的订正。最后，对订正后的MODIS气溶胶光学厚度与地面PM2.5浓度进行相关分析，探索建立关系模型。对模型进行评估，对存在问题提出改进方案，实现基于遥感影像的PM2.5的监测。

《卫星遥感细颗粒物(PM2.5)监测技术指南》编制说明

附件 5

《卫星遥感细颗粒物（ PM2.5）监测技术指南（征求意见稿）》编制说明

《卫星遥感细颗粒物（PM 2.5）监测技术指南》编制组

二○一九年十一月

项目名称：卫星遥感细颗粒物（PM2.5）监测技术指南

项目统一编号： 2017-27

项目承担单位：生态环境部卫星环境应用中心、江苏省扬州环境监测中心

编制组主要成员：厉青、王中挺、陈辉、毛慧琴、马鹏飞、张玉环、

张丽娟、陈志芳、陈宇洁

标准所技术管理负责人：赵国华

质管处项目负责人：孙娟

1项目背景 (1)

1.1任务来源 (1)

1.2工作过程 (1)

2标准制订的必要性分析 (2)

2.1环境形势的变化对标准提出新的要求 (2)

2.2相关环保标准和环保工作的需要 (2)

3标准编制的依据与原则 (3)

3.1标准编制的依据 (3)

3.2标准编制的原则 (3)

4标准主要技术内容 (3)

4.1标准适用范围 (3)

4.2标准结构框架 (3)

4.3术语和定义 (4)

4.4监测原理 (4)

4.5监测数据源的选择 (9)

4.6监测方法的确定 (10)

4.7监测结果验证方法的选择 (23)

4.8质量控制 (24)

5对实施本标准的建议 (24)

6参考文献 (25)

《卫星遥感细颗粒物（PM2.5）监测技术指南》

编制说明

1项目背景

1.1任务来源

我国细颗粒物污染形势较为严峻，已经成为国家环境监测的重点指标。为有效地对细颗

粒物浓度时空分布进行监测，根据原环境保护部《关于开展 2017 年度国家环境保护标准项

目实施工作的通知》（环办函〔2017〕413 号），将《细颗粒物遥感监测及其应用技术指南》列入国家标准制修订项目计划，项目统一编号为 2017-27 ，项目承担单位为原环境保护部卫星

PM2.5实验报告

《环境质量评价》课程实验一、实验目的

1、熟悉大气环境质量现状评价因子的监测；

2、掌握大气环境质量现状调查与评价的方法和程序。二、实验内容

1、华南农业大学校园大气环境质量现状调查与评价。（评价因子：pm2.5/pm10）三、实

验步骤

1、测定校园大气境质量现状值；

2、选择相应的环境质量评价标准；

3、选择现状评价方法（内梅罗污染指数）；

4、根据评价结果分析校园的大气环境质量现状；

5、提出改善校园大气环境质量的措施

与建议。四、实验结果

1、校园大气境质量现状值

2、环境质量评价标准

3、内梅罗污染指数评价方法内梅罗型：

iimax：参与评价的最大的单因子指数；iiave：参与评价的单因子指数的均值。取平均

值得：

ia1 = ca1 / s01 = 0.621；ia2 = ca2 / s02 = 0.650 iaave = 0.636 ；iamax

= 0.650 ia = 0.643

ib1 = cb1 / s01 = 0.633；ib2 = cb2 / s02 = 0.662 ibave = 0.647 ；ibmax

= 0.662 ib = 0.655 ic1 = cc1 / s01 = 0.422；ic2 = cc2 / s02 = 0.441 icave = 0.432 ；icmax

= 0.441 ic = 0.437

id1 = cd1 / s01 = 0.624；id2 = cd2 / s02 = 0.652 idave = 0.638 ；idmax

= 0.652 id= 0.645

ie1 = ce1 / s01 = 0.604；ie2 = ce2 / s02 = 0.632 ieave = 0.618 ；iemax

科技成果——我国中东部地区PM2.5遥感监测关键技术及业务化运行方法

技术开发单位环境保护部卫星环境应用中心

适用范围大气污染检测

成果简介

本项目是环境保护部在我国大气环境监测与管理等工作的实际需要下实施的重要项目，它在国防科工委“环境与灾害监测预报小卫星星座环境应用系统工程”、科技部“十一五”国家科技支撑计划项目“基于环境一号等国产卫星的环境遥感监测关键技术及软件研究”和高分辨率对地观测重大专项“环境保护遥感动态监测信息服务系统先期攻关”等项目的支撑下，开展了4年的关键技术研究和工程开发完成，大大提高了国家大气环境监测水平，填补了我国环保领域在大气气溶胶颗粒物环境遥感监测方法和业务运行方面的空白。

该项目针对我国中东部地区的PM2.5污染状况和区域环境空气质量监测业务化应用的迫切需要，构建了面向我国中东部地区的PM2.5卫星监测分区方案及各分区的PM2.5的光学、物理、化学等参数区域特征数据集，提出了3种面向我国中东部地区的PM2.5污染特征分区算法，形成面向我国中东部地区的PM2.5卫星遥感监测分区方案；发展了6种适用于国产和国外高分辨率卫星数据的气溶胶颗粒物遥感反演算法模型，并研发了1套高分辨率和高精度的中东部地区气象要素和气溶胶精细化数值模拟三重嵌套系统，可高精度、高频次获取区域PM2.5遥感监测关键参数。利用地理加权回归、神经

网络、支持向量机等多种算法模型建立了5种面向中东部地区的PM2.5遥感反演的线性和非线性方法，并建立了PM2.5时空填充方法及技术路线。

研发了中东部地区PM2.5遥感监测原型系统1套，完成了气溶胶及颗粒物遥感反演等16个功能模块开发和集成，首次建立了集数据处理-监测指标提取-成果展示于一体的气溶胶和颗粒物遥感监测及应用平台，有效解决了大气气溶胶及颗粒物环境遥感监测工程化难题。

基于遥感影像和环保基站数据的PM2.5监测方法比较

作者：逯喜宏周军其林宏波

来源：《中国科技纵横》2014年第19期

【摘要】 PM2.5的常用的监测方法是建立环保基站利用仪器进行监测，这种方法的优点是可以获得精度较高且连续观测的数据，不足之处在于不能全面获取一个地区PM2.5时空分布信息，且建站的成本高，周期长。与常用监测方法相对应的是利用遥感影像进行PM2.5的监测，该方法的优点是能够对PM2.5进行大范围的监测，缺点在于无法得到PM2.5成分。本文的观点是要实现PM2.5的快速有效监测，就必须将这两种方法结合起来。为此，本文提出了一种新的PM2.5的监测方法。

【关键词】 PM2.5 遥感影像环保基站数据监测

2013年12月8日，中央气象台持续发布雾和霾橙色双预警，中国大陆共有25个省、104座城市出现雾霾天气，覆盖了我国将近一半的国土。[1]越来越严重的雾霾天气受到了政府和公众的高度关注，治理雾霾已经成了一件刻不容缓的大事。雾霾其实就是空气中悬浮的颗粒物的总称，通常情况下，按照直径的大小，将空气中悬浮的颗粒物分为三类，第一类是直径大于10微米而小于100微米总的悬浮颗粒物；第二类是直径大于2.5微米而小于10微米的可吸收颗粒物；第三类是直径小于等于2.5微米的颗粒物。[2]

PM2.5指直径小于等于2.5微米的可吸入颗粒物。[3]城市大气中PM2.5的来源和成分十分复杂：来源上，各种燃烧的过程如煤炭燃烧、油气的燃烧以及机动车排放的尾气等；成分上，有二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx），以及挥发性的有机化合物（VOCs）等。PM2.5是雾霾天气的“罪魁祸首”，更是普通民众的“健康杀手”：若PM2.5随着呼吸进入人体，沉积在下呼吸道和肺泡中，会引起鼻炎、支气管炎等病症。[4]若PM2.5的浓度在0—75微克/立方米内，人可以在户外活动。若超过75微克/立方米，就不适合在户外运动了。人口密度越大的地区，经济越发达的地区，出现雾霾天气的天数越多。在经济较为发达的东南沿海一带，7天内每天都是雾霾天气，污染已经到了十分严重的地步。而在人口稀少、经济欠发达地区，如西藏、内蒙、新疆、青海等省，7天内基本没有雾霾天气，空气污染相对比较轻。

大连市区MODIS数据PM2.5浓度遥感反演及应用研究

征ꎻ ６—８月呈现明显局地特征ꎬ 气溶胶光学厚度值较
高区域分布在羊头洼、双岛湾、三涧堡、营城子、辛
寨子、革镇堡、南关岭、大连湾、开发区、大孤山半
３１遥感提取气溶胶光学厚度空间分布特征
采用基于暗像元的气溶胶光学厚度反演算法提取
岛区域以及金州南端ꎮ
３２遥感反演估算ＰＭ２５浓度模型
率、地表反射率及气溶胶光学厚度三者对应关系ꎬ 通
纬度、高度、太阳天顶角、太阳方位角、卫星天顶
过查找表算法和大气辐射传输方程提取暗像元区域气
角、卫星方位角ꎮ
溶胶光学厚度ꎬ 采用高精度克里金空间插值模型得到
收稿日期: ２０２０－０１－１９
作者简介: 王甡 (１９７９－) ꎬ 男ꎬ 博士ꎬ 工程师ꎮ 研究方向: 生态环境遥感监测ꎮ
感估算模型ꎬ 在精度评估基础上将模型反演结果与空气自动监测子站、环境空气质量功能区、植被、高程、污染
源分布等做应用分析ꎬ 为大连市区ＰＭ２５污染区域防治提出参考依据ꎮ
关键词: 气溶胶光学厚度反演ꎻ ＰＭ２５浓度遥感反演ꎻ 模型应用
中图分类号: Ｓ１８１文献标识码: Ａ
像日期ꎬ 并下载同期ＭＯＤ０３角度数据ꎮ
地面同步的环境空气监测数据采用大连市区现有
ꎮ 大气气溶胶光学厚度 ( ＡｅｒｏｓｏｌＯｐｔｉｃａｌ