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《成都市近地面PM2.5衛(wèi)星遙感反演方法研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類(lèi)號(hào):X831密級(jí):公開(kāi)國(guó)際圖書(shū)分類(lèi)號(hào):西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文成都市近地面PM2.5衛(wèi)星遙感反演方法研究年級(jí)2015級(jí)姓名任昱軒申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專(zhuān)業(yè)環(huán)境工程指導(dǎo)老師王文勇副教授二零一八年五月二十日ClassifiedIndex:X831U.D.C:SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisStudyonsatelliteremotesensinginversionmethodofambientPM2.5inChengduGrade:2015
2、Candidate:RenYuxuanAcademicDegreeAppliedfor:MasterDegreeSpeciality:EnvironmentalEngineeringSupervisor:A.P.WangWenyongMay.20,2018西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第I頁(yè)摘要隨著人民生活質(zhì)量的日益提高,生產(chǎn)生活方式已對(duì)人類(lèi)賴以生存的環(huán)境造成了不同程度的污染。就大氣污染而言,以PM2.5、PM10為主的大氣細(xì)顆粒污染物仍是大氣污染防治的重點(diǎn)與難點(diǎn)之一。目前利用衛(wèi)星遙感定量反演氣溶膠顆
3、粒物分布已成為大氣顆粒物濃度監(jiān)測(cè)的新興手段,可大尺度的觀測(cè)到大氣污染物的時(shí)空分布特征。該方法在一定程度上不僅克服了地面有限個(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)觀測(cè)范圍的局限性,以至于對(duì)無(wú)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的偏遠(yuǎn)縣城地區(qū)依然能較好的監(jiān)測(cè)當(dāng)?shù)卮髿忸w粒污染物空間分布規(guī)律,從而為當(dāng)?shù)卣块T(mén)在大氣污染防治策略制定與決策工作中提供可靠的技術(shù)支撐。本文以成都市為研究區(qū)域,分別利用6S輻射傳輸模型構(gòu)建本地大氣、氣溶膠模式和6S中緯度大氣、城市型氣溶膠模式的查找表,基于MODISL1B級(jí)遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品定量反演成都市大氣氣溶膠光學(xué)厚度(AOD),再對(duì)兩種模
4、式反演的AOD進(jìn)行垂直訂正與濕度訂正,最終建立成都市大氣PM2.5細(xì)顆粒物質(zhì)量濃度反演模型,并進(jìn)行了相關(guān)性分析,主要成果如下:(1)經(jīng)交大站收集的成都市臭氧監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及通過(guò)模式反演的水汽數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算,得出每幅當(dāng)天衛(wèi)星過(guò)境時(shí)段的臭氧和水汽總量,隨后帶入6S輻射傳輸模型得出成都市本地大氣模式參數(shù);再由粒徑譜儀氣溶膠顆粒物數(shù)濃度觀測(cè)資料,擬合出成都市月均氣溶膠粒徑分布譜函數(shù)曲線圖,發(fā)現(xiàn)1-2月、6-9月成都市氣溶膠粒徑譜分布遵循Junge冪律分布,3-5月、10月成都市氣溶膠粒徑譜分布遵循修正的Gamm
5、a分布,將分布曲線參數(shù)帶入6S輻射傳輸模型,最終得到本地模式下的氣溶膠光學(xué)厚度反演查找表。(2)基于本地模式的查找表以及6S中緯度大氣、城市型氣溶膠模式構(gòu)建的查找表,利用ENVI+IDL遙感開(kāi)發(fā)軟件,編程插值反演計(jì)算得出兩種模式下成都市2017年57景AOD大小,將其與成都市近地面PM2.5顆粒物濃度相關(guān)性比較發(fā)現(xiàn),兩者模式的AOD與顆粒物濃度相關(guān)性均偏低,但本地模式的AOD反演值與顆粒物濃度的相關(guān)性(R2=0.2305)要優(yōu)于6S通用模式的相關(guān)性(R2=0.1676)。(3)通過(guò)氣溶膠邊界層數(shù)據(jù)和濕
6、度數(shù)據(jù)對(duì)兩種模式下反演的AOD進(jìn)行垂直訂正與濕度訂正,訂正后的AOD與PM2.5顆粒物濃度總體相關(guān)性分別達(dá)到0.4026、0.2678,有較大提升。按季節(jié)分析,發(fā)現(xiàn)兩種模式下秋季的相關(guān)性最高,分別達(dá)到0.7652、0.7203;本地模式的冬季相關(guān)性和6S通用模式的春季相關(guān)性較低,分別為0.3042、0.1883;對(duì)西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第II頁(yè)兩種模式按季節(jié)分別建立了PM2.5濃度反演線性模型,擬合效果以一元二次方程模型擬合最優(yōu)。(4)依照春、夏、秋、冬各季節(jié)的PM2.5顆粒物濃度反演模型,得
7、出兩種模型下PM2.5反演值與PM2.5實(shí)測(cè)值的折線趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)圖,通過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)本地模式在春季、秋季的反演值較同季節(jié)6S通用模式的反演值更接近成都市PM2.5顆粒物濃度實(shí)測(cè)值,總體來(lái)看,本地模式的反演模型準(zhǔn)確度比6S通用模式要相對(duì)更高。關(guān)鍵詞:氣溶膠光學(xué)厚度;輻射傳輸模型;PM2.5;粒徑分布;MODIS西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第III頁(yè)AbstractWiththeimprovementofpeople’sdailylifequality,productionandlifewayforhuma
8、nbeinghascauseddifferentdegreesofenvironmentalpollutions.Asfarasairpollutionisconcerned,theambientparticulatematterssuchasPM2.5andPM10werestilloneoftheemphasisanddifficultyforairpollutionpreventionprojects.Presently,usingsatellit