遥感与雾霾(完整版)

学习计划
• 监测雾霾，首先就要了解雾霾的组成成 分，其次才是研究监测雾霾的技术。
• 而监测雾霾，那么就肯定要用到遥感技 术。 • 对于遥感技术，我们又必须知道遥感技 术的概念，遥感技术的原理，遥感技术 的应用。
团队成员及分工
• 组长：钟元，查找资料—遥感技术的概念， 遥感技术的原理，遥感技术的应用 • 成员1：叶静波，查找网页—遥感技术在监 测雾霾中的作用，制作报告和PPT • 成员2：李小鹏，编写报告，制作学习计划
选题背景
• 现有PM2.5检测方法包括重量法、β射线吸收法、微量振荡天平法 等三种，但均需要采购大量精密仪器，监测和维护成本较高，无法 直观地感受应用到大气监测的作用。 对于大气污染监测，目前国 美国航拍 内主要是基于地面站点的观 中国雾霾 测仪器获取大气污染物的浓 分布图 度，但是站点的观测结果只 能代表站点所在区域一定范 围内的大气污染情况，且观 测站点的数量在空间覆盖上 有限
研究效果பைடு நூலகம்
• 2.HOT法通过辐射传输模型模拟及LandsatTM数据分析，晴朗天气 TM的蓝色波段与红色波段DN值（灰度值）高度相关。在蓝色与红 色波段散点图上，任何地物的像元点均集中分布在一条直线上，该 直线称为“晴空线”。雾霾天气时，随着雾霾的光学厚度增加，蓝 色与红色波段的表观辐射值也发生变化，表现在蓝色与红色波段散 点图上，灰霾天气像元点偏离晴空线，雾霾光学厚度越大，像元点 的偏移量越大。HOT法就是计算像元点偏离晴空线的偏移量，定义 为HOT=β1*sinθ-β3*cosθ。β1为蓝色波段的DN值；β3为红色波段 的DN值；θ为晴空线的倾角。
研究效果 遥感的概念
• 遥感是指非接触的，远距离的探测技 术。一般指运用传感器/遥感器对物体 的电磁波的辐射、反射特性的探测。 获取其反射、辐射或散射的电磁波信 息（如电场、磁场、电磁波、地震波 等信息），并进行提取、判定、加工 处理、分析与应用的一门科学和技术。
研究效果
太阳是电磁辐射源，地面上的物体 会对由太阳光所构成的电磁波产生 反射和吸收。由于每一种物体的物 理和化学特性以及入射光的波长不 同，因此它们对入射光的反射率也 不同。各种物体对入射光反射的规 律叫做物体的反射光谱，通过测定 反射光谱可以得知物体的某些特性。
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遥感的原理
研究效果 遥感的应用
• 海洋监测、土地利用监测、城市 扩张预案、图像判绘、洪涝灾害 和地震灾害灾后影像分析等等。 • 遥感设备可以设置在飞机，热气 球，无人机等飞行器上，也可以 安装在卫星上，甚至曾经放置在 风筝上。
研究效果 遥感在雾霾检测中的应用
• 卫星测量的辐亮度直接取决于地物波谱特性。在雾霾天气情况下， 由于雾霾对太阳辐射的散射和吸收作用，改变了电磁波的辐射传输， 电磁波受雾霾的影响，图像在色调、纹理及形状上都与其他景物有 明显不同。 一种思路是基于卫星遥感获取的高分辨率影像，利用法 结暗像元构函数法或深蓝算法反演出光学气溶浓胶度AOD值。AOD 值与空气污染程度呈线性相关。一种思路是用AOD的值来表征雾霾 程度
研究效果 雾霾的组成
雾霾主要由二氧化硫、氮氧化物 和可吸入颗粒物这三项组成，它 们与雾气结合在一起，让天空瞬 间变得阴沉灰暗。颗粒物的英文 缩写为PM，北京监测的是细颗粒 物（PM2.5），也就是空气动力学 当量直径小于等于2.5微米的污染 物颗粒。这种颗粒本身既是一种 污染物，又是重金属、多环芳烃 等有毒物质的载体。
研究效果
• 还有一种思路是基于相关模型，通过AOD值来反演出空气污染物 PM2.5和PM10的浓度。 • 另一种思路是利用多光谱遥感影像，利用TC法和HOT对影像进行 变换。
研究效果
TC法和HOT法
• 1.TC变换后使植被生长状况的时间轨迹和土壤亮度轴相互垂直,通 过变换使植被与土壤特征分离，从而排除了土壤背景值对植物光谱 或植被指数的影响。Crist通过TC变换的3个特征值，对有雾霾影响 的LandsatMSS数据作归一化处理，通过分析发现气溶胶散射量的 变化会使MSS数据朝“黄度”方向有预期地转变。用空间滤波消除 其他噪声的影响，发现“黄度”信息可以作为揭示大气雾霾污染程 度的一个因子，雾霾程度越严重，MSS数据向“黄度”转变越多。
遥感与雾霾
——太空千里眼课题
选题背景
雾霾的危害
• 1.雾霾中的有害物质、微粒会吸附在呼吸都上引起支气管炎甚至肺 癌。 • 2.雾霾天对人体心脑血管疾病的影响也很严重，会导致中风等心脑 血管疾病。 • 3.雾霾天气还可导致近地层紫外线的减弱，影响维生素D合成，造 成缺钙。 • 4.雾霾天气能见度低，影响交通运输，导致航空延误，汽车拥堵、 车祸。
致谢
• 参考文献 • [1]《科技日报》中国环保在线 http://www.hbzhan.com/news/detail/dy101402_p2.html • [2]https://wk.baidu.com/view/e6bc1bed71fe910ef02df841?pcf=2# 2 • [3]百度百科https://baike.baidu.com/ • [4]《遥感技术在雾霾监测中的应用》 黄海阔 重庆交通大学，重庆 400074
结论
• 我们知道了雾霾的组成成分以及它对人类的危害，也知道了雾霾的 形成原因。理解了遥感技术的基础。 • 我们把遥感运用到雾霾的监测中：风云系列气象卫星等遥感设备实 时监控雾霾，方便了对雾霾的治理，也通过移动端指导人们出行。 了解到遥感监测雾霾的具体方法 • 归根结底，对雾霾的检测是为了更好地治理雾霾，因此，做好环境 的保护作用，是我们每个人的责任。我们都应该为了我们的大自然 而做出自己的贡献，少开私家车出门，不然烧秸秆，工厂限制排放 污染气，政府和国家也应该大力治理环境，加强对环境的保护。只 有把家园维护好，我们才得以安全的生活。