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1.
利用不同监测平台对大气环境污染进行监测时,不同遥感数据之间的对比验证以及协同观测是准确评估大气污染变化的关键。本文利用北京站点布置的多轴差分吸收光谱仪(MAX-DOAS)光谱仪,反演了2018年11月—2019年2月北京站点冬季的对流层NO2垂直柱浓度,总结了北京冬季NO2的日变化和月变化规律。研究中首先利用MAX-DOAS测量光谱结合DOAS反演算法获取不同时刻对流层NO2垂直柱浓度,与TROPOMI过境时刻的NO2遥测数据的变化趋势和相关性进行比较,并对卫星过境时地基站点不同的数据平均时间,和星—地间平均采样距离进行敏感性分析,同时将双因素方差分析方法 (Two-way ANOVA)应用于评估风场对区域NO2浓度变化的影响。结果显示北京地区11月的对流层NO2平均浓度高于冬季其他月份,最大时均浓度可达到4.04×1016 molec·cm-2,且冬季各月份下午对流层平均NO2浓度明显高于上午。利用TROPOMI和MAX-DOAS获... 相似文献
2.
为探究黄河流域大气污染的时空演变特征,本文从城市群角度出发,选取HCHO、NO2及SO2为诊断指标,对比分析2005—2019年七大城市群OMI观测对流层HCHO、NO2及边界层SO2柱浓度的年、季、月变化。研究揭示,流域内：①HCHO、NO2及SO2柱浓度高值区均集中在山东半岛城市群、中原城市群、晋中城市群南部和关中平原城市群东部。②HCHO柱浓度在2005—2019年呈波动上升趋势,七大城市群的月变化均呈单峰结构,且夏季高、冬季低、春季和秋季相当。③NO2柱浓度在2005—2011年呈上升趋势,仅2008年出现短暂小幅下降。2011年执行《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223—2011）后,呼包鄂榆、宁夏沿黄和晋中城市群开始大幅下降,山东半岛（2012年有小幅下降）、中原和关中平原城市群则在2013年《大气污染防治行动计划》实施后才开始大幅下降。月变化呈开口向上抛物线形态,浓度越高单峰结构越明显,且冬季高、夏季低、春季和秋季相当。④SO2柱浓度在2007年达到顶峰,2008年开始大幅下降,2010年后呈波动下降趋势,月变化、季变化均与NO2相似。黄河流域上游的兰西和宁夏沿黄城市群、上中游交界处的呼包鄂榆城市群空气质量较好,中游的关中平原和晋中城市群次之,中下游交界处的中原城市群和下游山东半岛城市群则较差。 相似文献
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本文基于2015—2019年冬季黄河流域中游地区（山西段和陕西段）6种大气污染物的浓度数据,研究了黄河流域中游冬季大气污染物的变化特征。研究结果表明,2015—2019年黄河流域中游地区,PM10和CO浓度持续降低,O3浓度持续升高,PM2.5、SO2及NO2平均浓度呈先上升后下降的规律。2019年主要污染物NO2、CO、PM2.5、PM10及SO2浓度均最低;2019年冬季O3平均浓度达到最高（54μg/m3）。研究地区下游的PM2.5浓度高于上游,且沿黄河由北向南其浓度逐渐增加,黄河东侧山西段的PM2.5浓度高于西侧陕西段。研究区域PM10污染浓度由2015—2016年的黄河东侧高西侧低转变为2017—2019年上游低下游高的分布特征。SO2浓度呈黄河东岸比西岸高的分布。NO2高值区域从2015—2017年黄河西侧下游地区变为2018—2019年中上游地区;CO平均浓度高值区域位于黄河东侧下游地区;O3浓度空间分布特征不明显,但近5年浓度大幅增加,需要加强对臭氧的防控。 相似文献
4.
随着经济快速发展和城市化进程不断加快,大气污染日益严重,开展大气环境监测具有重要现实意义。本文基于TROPOMI(哨兵5P)卫星数据,对大气中的氮氧化物进行了大范围连续监测。研究结果表明：黑龙江省NO2浓度分布呈现出明显的南北差异,NO2浓度较高地区主要分布在人口稠密、工业较为发达的南部地区,而北部地区人口较少,森林资源较为丰富,空气条件较好,NO2浓度较低。 相似文献
5.
细颗粒物PM2.5(Fine Particulate Matter)是影响空气质量和公共健康的关键因素之一。高时空分辨率的PM2.5数据是公共健康风险评估和流行病学研究的基本需求。相较于地面站点,卫星遥感技术具有连续观测、宽覆盖和低成本的优势,基于卫星气溶胶光学厚度AOD (Aerosol Optical Depth)反演PM2.5质量浓度的方法已成为热点。本研究概述了卫星AOD产品反演PM2.5浓度的原理,介绍了用于PM2.5反演的主要卫星AOD产品及其反演精度;总结了现有的PM2.5估算方法及其优缺点,指出目前PM2.5反演研究存在的问题;提出未来PM2.5反演方向主要集中在高时空分辨率的PM2.5浓度重建、基于激光雷达数据的三维PM2.5浓度反演及PM2.5化学组分反演等方向。比例因子法、物理机理模型和统计模型这3种方法都能在不同时期不同程度... 相似文献
6.
针对土地利用/覆盖（land-use and land-cover,LULC）方式是否影响城市空气污染空间分异特征形成的问题,利用遥感技术和景观生态学方法分别获取长株潭城市群核心城区LULC及其景观格局,绘制空气污染物浓度与气象影响因子空间分异图,引入地理探测器定量分析土地因子在融合气象要素前后对NO2、PM10、O3、PM2.5浓度空间分布差异的贡献强度。结果表明,建设用地面积比例越高,林地越低,NO2、PM2.5浓度越高,O3越低。非建设用地区域,污染物浓度随着土地景观格局破碎度、多样性指数值增大而升高,建设用地区域反之。LULC和土地景观格局的复合因子贡献力（P0.03~0.28）高于两者任意单独因子贡献力（P:0.01~0.11）,融合气象要素后,LULC对空气污染物空间分异特征形成的因子贡献力（P:0.18~0.53）显著增强。 相似文献
7.
自2013年大气污染防治行动以来，PM2.5、PM10、SO2、NO2等空气污染物浓度都有不同程度下降，但臭氧污染仍有上升趋势，臭氧污染已成为制约中国空气质量持续改善的关键问题。地基站点可以提供空间上特定点的臭氧浓度，但无法获得近地面臭氧连续的空间分布。由于臭氧大量分布于平流层，遥感卫星反演的臭氧柱浓度产品仅能反映整层臭氧柱浓度，但整层臭氧柱浓度与近地面浓度无明显相关性，因而无法体现近地面臭氧浓度。本文综合地基监测数据、再分析资料、卫星产品，采用不同的模型方法，得到近地面臭氧浓度的时空分布，结果表明集成学习方法可以准确估算近地面臭氧在空间上的分布状况和在时间上的变化趋势。本文对比了梯度提升回归树(GBRT)、极端随机树(ERT)、极端梯度提升器(XGBoost) 3种不同的集成学习方法在近地面臭氧污染估算的效果表现，3种集成学习方法在2019年—2020两年的十折交叉验证R2都在0.89以上，极端梯度提升器(XGBoost)方法在RMSE、MAE指标上有最好的表现，2019年—2020年两年的平均R... 相似文献
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利用2018—2021年GOSAT上高光谱傅里叶变换光谱仪(FST)官方反演的大气CO2浓度,采用自然相邻节点插值(Natural Neighbor)对GOSAT数据产品进行插值处理,获取黑龙江省各地市CO2平均浓度,结合夜间灯光数据、火点数据和植被覆盖度数据,分析研究区域大气CO2浓度时空分布规律、区域差异等特征,为发展低碳经济及环境治理提供参考。 相似文献
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在我国工业化和城市化迅速发展的背景下,细小颗粒物PM2.5污染已经成为当前主要空气污染物。本文使用基于Python编程语言的网络爬虫技术获取了中国京津冀、长三角、珠三角3个重点区域的PM2.5日均值数据,分别基于Excel软件和ArcGIS软件进行PM2.5时空变化特征分析。最后,通过建立分数阶累加灰色预测模型对北京市2018年PM2.5月均值浓度进行预测。结果显示:1)时间上,我国PM2.5浓度表现为“冬高夏低”的“U”形变化趋势;2)空间上,我国PM2.5浓度整体表现为由南北地区向中部地区PM2.5浓度逐渐增加;3)分数阶GM(1,1)模型对PM2.5月均值浓度数据的预测精确度较高,结合预测结果可从长期或短期提出PM2.5污染治理的措施建议。 相似文献
10.
PM2.5作为空气污染物，对人体健康构成了潜在威胁。中国和印度是全球人口最多的两个发展中国家，PM2.5污染造成的疾病负担问题尤为严重。因此，本文基于长时间序列高分辨率(0.01°×0.01°)卫星反演的PM2.5浓度数据，分析了中国和印度19年(2000年—2018年)的PM2.5时空格局变化和人口暴露情况；基于综合暴露响应模型全面评估了两个国家因PM2.5长期暴露导致的6种疾病(急性下呼吸道感染、慢性阻塞性肺病、二型糖尿病、缺血性心脏病、肺癌和中风)的过早死亡人数。结果表明，中国PM2.5浓度的高值区集中在新疆、四川盆地、华北平原以及长江经济带等地区，年人口加权浓度总体呈减少趋势(2000年为50μg·m-3,2018年为40.8μg·m-3)；印度PM2.5浓度的高值区集中在北部地区，年人口加权浓度一直呈上升趋势(2000年为51.5μg·m-3,2018年为76... 相似文献
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This study attempts to use the geographic information system (GIS) technique to map and understand the tectonics and crustal structures of Pakistan. Maps of surficial tectonic features and seismological parameters including Moho depth, Pn velocity and Pg velocity are complied. Based on the seismological data-set of the country the earthquake hazard map of Pakistan is also presented by applying regression technique on seismological, geological and topographical parameters. A case study of 8 October 2005 earthquake is used to validate the hazard map. It is envisaged that the developed GIS database would help policy-makers and scientists in natural hazard evaluation, seismic risk assessment and understanding of earthquake occurrences in Pakistan. 相似文献
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Hyun Jung Cho Igor Ogashawara Deepak Mishra Joseph White Andrew Kamerosky Lori Morris 《地理信息系统科学与遥感》2014,51(2):120-138
Differentiation between benthic habitats, particularly seagrass and macroalgae, using satellite data is complicated because of water column effects plus the presence of chlorophyll-a in both seagrass and algae that result in similar spectral patterns. Hyperspectral imager for the coastal ocean data over the Indian River Lagoon, Florida, USA, was used to develop two benthic classification models, SlopeRED and SlopeNIR. Their performance was compared with iterative self-organizing data analysis technique and spectral angle mapping classification methods. The slope models provided greater overall accuracies (63–64%) and were able to distinguish between seagrass and macroalgae substrates more accurately compared to the results obtained using the other classifications methods. 相似文献
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Satellite-based atmospheric CO2 observations have provided a great opportunity to improve our understanding of the global carbon cycle. However, thermal infrared (TIR)-based satellite observations, which are useful for the investigation of vertical distribution and the transport of CO2, have not yet been studied as much as the column amount products derived from shortwave infrared data. In this study, TIR-based satellite CO2 products – from Atmospheric Infrared Sounder, Tropospheric Emission Spectrometer (TES), and Thermal And Near infrared Sensor for carbon Observation – and carbon tracker mole fraction data were compared with in situ Comprehensive Observation Network for Trace gases by AIrLiner (CONTRAIL) data for different locations. The TES CO2 product showed the best agreement with CONTRAIL CO2 data resulting in R2 ~ 0.87 and root-mean-square error ~0.9. The vertical distribution of CO2 derived by TES strongly depends on the geophysical characteristics of an area. Two different climate regions (i.e., southeastern Japan and southeastern Australia) were examined in terms of the vertical distribution and transport of CO2. Results show that while vertical distribution of CO2 around southeastern Japan was mainly controlled by horizontal and vertical winds, horizontal wind might be a major factor to control the CO2 transport around southeastern Australia. In addition, the vertical transport of CO2 also varies by region, which is mainly controlled by anthropogenic CO2, and horizontal and omega winds. This study improves our understanding of vertical distribution and the transport of CO2, both of which vary by region, using TIR-based satellite CO2 observations and meteorological variables. 相似文献
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利用遥感数据评价燃煤电厂空气质量 总被引：1，自引：0，他引：1
卫星观测数据可以评价燃煤电厂的空气质量等级。NO2、SO2 和烟尘是燃煤电厂排放的主要污染物,本文利用卫星遥感观测的NO2、SO2和气溶胶光学厚度AOD(Aerosol Optical Depth)开展燃煤电厂空气质量评价。以中国华北地区为实验区,分析对比了3种污染物不同时间分辨率和空间分辨率的污染状况,确定了单因子的5级分级标准,根据燃煤电厂排放污染物的权重不同,提出了评价近地表空气质量状况的模型。本文综合考虑3种污染因子来反映电厂空气质量,有利于提高评价的准确性以及反应信息的全面性。结果表明,该模型能正确反映不同地区电厂的空气质量特点。 相似文献
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短波红外通道卫星CO2遥感是近年国际研究热点。首先,开展了卫星观测对气溶胶及大气温度的敏感性研究;其次,针对基于最优化理论的非线性迭代反演方法反演过程中的不收敛问题,提出了修正的阻尼牛顿方法(MDNM),并利用模拟数据评估了MDNM方法的有效性;最后,利用GOSAT卫星数据反演CO2的垂直混合比浓度,并与地基TCCON站点数进行比对。研究结果表明:短波近红外CO2卫星遥感受气溶胶散射及温度影响明显;通过地基比对初步验证了MDNM具有良好的精度,两者的相关性R2达到了0.729。 相似文献
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C.D. Lloyd P.M. Atkinson 《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》2004,5(4):293-305
Five techniques were used to map nitrogen dioxide (NO2) concentrations in the United Kingdom. The methods used to predict from point data, collected as part of the UK NO2 diffusion tube network, were local linear regression (LR), inverse distance weighting (IDW), ordinary kriging (OK), simple kriging with a locally varying mean (SKlm) and kriging with an external drift (KED). These techniques may be divided into two groups: (i) those that use only a single variable in the prediction process (IDW, OK) and (ii) those that make use of additional variables as a part of prediction (LR, SKlm and KED). Nitrous oxides emission data were used as secondary data with LR, SKlm and KED. It was concluded that SKlm provided the most accurate predictions based on the summary statistics of prediction errors from cross-validation. 相似文献
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中国地区大气CO2浓度对全球气候变化有重要的影响。本文基于日本GOSAT卫星短波红外CO2的长期观测数据,对2010年-2016年中国大陆上空CO2浓度的分布特征和变化趋势进行分析研究。利用高精度的地基TCCON站点CO2观测对GOSAT CO2数据进行精度验证,结果表明,GOSAT CO2具有较高的精度,相对TCCON CO2的偏差为-1.04±2.10 ppm,两者的相关系数高达0.90;利用中国地区7年的GOSAT CO2观测数据分析研究显示,CO2浓度高值主要分布在中国的浙江-江苏-安徽地区、京津冀地区和湖南-湖北-河南-陕西地区;截至2016年,中国大部地区CO2浓度超过400 ppm;中国大陆CO2平均浓度呈现明显的逐年增长趋势,从2010年的387.76 ppm增长到2016年的402.18 ppm,年增长率约为2.31 ppm/a,略高于同期全球平均水平。 相似文献
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利用红外掩星获取温压及其大气成分廓线,需要获得精确的指向信息,针对高分五号大气环境甚高分辨率探测仪（GF-5 AIUS）一级光谱信息,本文首先分析了不同切高的光谱变化情况,在此基础上,利用查找表方法进行切高校正。在低切高段（10—20 km）,选取N2吸收波段,模拟6—40 km高度上的透过率光谱,通过查找表校正方法对一级数据中的低层切高进行校正。在高切高段（20—100 km）,模拟6—90 km切高上的透过率光谱,利用O3吸收波段（20—90 km）进行校正。校正算法采取全局最小均方根误差的方法进行统计实验,确定最小校正半径为15 km。最后选取O3、HCl、N2O共3种大气成分的反演波段,进行校正后的透过率数据对比验证与反演产品精度的验证。结果表明：在O3、HCl、N2O共3种成分的反演通道上,校正后的观测透过率与模拟的透过率数据一致性较好,两者最大偏差小于0.1,切高校正算法得到的结果与模拟透过率吻合度较好;同时基于Aura MLS（Microwave Limb Sounder）、ACE-FTS（Atmospheric Chemistry Experiment Fourier-Transform Spectrometer）Level 2产品进行了O3、HCl、N2O单廓线交叉验证。结果表明：GF-5 AIUS反演的单廓线O3与MLS、ACE-FTS相对偏差在30 km以下小于50%,在30—60 km小于20%;单廓线HCl与MLS、ACE-FTS相对偏差整体小于20%;单廓线N2O与MLS、ACE-FTS相对偏差30 km以下小于20%,30—60 km相对偏差较大。 相似文献
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利用遥感技术对大气环境污染进行监测时,云是影响痕量气体反演精度的重要因素,因此在痕量气体反演中需要对云的影响进行校正,通常使用的云参数主要是有效云量和云压。本文基于O2-O2 477 nm吸收波段构建了O2-O2云反演算法：首先,根据有效云量和云高与连续反射率和O2-O2斜柱浓度之间的对应关系,结合假定的云模型利用VLIDORT辐射传输模型建立关于有效云量和云压的查找表;然后,通过差分吸收光谱技术拟合卫星载荷观测的大气层顶辐射,获得O2-O2斜柱浓度并计算连续反射率;最后,结合辅助数据,根据查找表进行插值反演获得有效云量和云压。通过将算法应用到OMI观测数据,将反演结果与OMCLDO2产品进行对比验证,有效云量和云压空间分布一致,相关系数R均超过0.97;并还将该算法应用于下一代大气成分监测仪器TROPOMI,与FRESCO+产品对比,有效云量和云压空间分布基本一致,当地表类型为海洋时,有效云量相关系数R大于0.97,云压相关系数R大于0.94,云压反演结果存在一定的区别;通过将O2-O2云反演算法和FRESCO+云压反演结果与CALIOP Cloud Layer产品进行对比,结果表明,在低云情况下,O2-O2云反演算法线性回归方程斜率为0.782,截距为198.0 hPa,相关系数R为0.850,算法表现优于FRESCO+。而在高云情况下,FRESCO+反演结果更接近CALIOP云压结果。在OMI和TROPOMI上的应用表明O2-O2云反演算法在大气云反演中具有较高的准确性和可行性,可以为大气痕量气体反演的校正提供云参数,并为中国同类型卫星载荷的云反演算法提供算法参考。 相似文献
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Prasun K. Gangopadhyay Freek van der Meer Paul van Dijk 《International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation》2009
Over the time-scale, earth's atmospheric CO2 concentration has varied and that is mostly determined by balance among the geochemical processes including burial of organic carbon in sediments, silicate rock weathering and volcanic activity. The best recorded atmospheric CO2 variability is derived from Vostok ice core that records last four glacial/interglacial cycles. The present CO2 concentration of earth's atmosphere has exceeded far that it was predicted from the ice core data. Other than rapid industrialization and urbanization since last century, geo-natural hazards such as volcanic activity, leakage from hydrocarbon reservoirs and spontaneous combustion of coal contribute a considerable amount of CO2 to the atmosphere. Spontaneous combustion of coal is common occurrence in most coal producing countries and sometimes it could be in an enormous scale. Remote sensing has already proved to be a significant tool in coalfire identification and monitoring studies. However, coalfire related CO2 quantification from remote sensing data has not endeavoured yet by scientific communities because of low spectral resolution of commercially available remote sensing data and relatively sparse CO2 plume than other geological hazards like volcanic activity. The present research has attempted two methods to identify the CO2 flux emitted from coalfires in a coalmining region in north China. Firstly, a band rationing method was used for column atmospheric retrieval of CO2 and secondly atmospheric models were simulated in fast atmospheric signature code (FASCOD) to understand the local radiation transport and then the model was implemented with the inputs from hyperspectral remote sensing data. It was observed that retrieval of columnar abundance of CO2 with the band rationing method is faster as less simulation required in FASCOD. Alternatively, the inversion model could retrieve CO2 concentration from a (certain) source because it excludes the uncertainties in the higher altitude. 相似文献