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基于多源卫星的区域大气环境质量遥感信息提取及综合评价研究

作　者: 陈辉
导　师: 申维
学　校: 中国地质大学（北京）
专　业: 地球探测与信息技术
关键词: 环境卫星CCD 气溶胶光学厚度污染气体分形
分类号: X87
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着中国经济的快速发展，大气环境问题越来越突出，尤其是工业重点城市群的大气环境质量越来越受到关注，而遥感技术能在大尺度范围内连续监测大气环境变化，因此利用多源卫星遥感信息监测大气环境状况是研究区域大气环境质量时空分布特征的一种有效方法。本文主要针对京津冀地区，首先结合暗像元和地表反射率库算法利用2010年9月-2011年8月的环境一号卫星CCD数据提取大气气溶胶光学厚度信息，在此基础上结合基于DOAS算法反演的OMI的NO2和SCIAMACHY的SO2的柱浓度数据，然后分别计算AOD、SO2和NO2的月平均结果并分析其时空分布特征，最后利用多标度分形理论分析大气环境特征获取卫星遥感监测的AOD、SO2和NO2背景值和标准值，结合ORAQI建立适用于京津冀地区的大气环境质量指数模型，从而展开京津冀地区的大气环境质量进行综合评价及其时空分布特征研究。研究结果表明：利用环境一号卫星CCD数据，结合暗像元和地表反射率库算法可针对不同类型地表有效监测京津冀地区的气溶胶光学厚度。京津冀地区气溶胶光学厚度和NO2柱浓度总体上呈现“南高北低”的分布特征，北部地区的张家口和承德市及北京北部地区气溶胶光学厚度较低而南部的石家庄、邢台、邯郸等地则相对较高;京津冀地区气溶胶分布还呈明显的季节变化特征，夏季最高，春季次之，秋季和冬季最低;而NO2柱浓度分布则表现出与气溶胶相反的季节变化特征，冬季最高，秋季次之，春季）和夏季最低;而京津冀地区SO2柱总量总体上处于较低水平。京津冀地区总体上北部的SO2柱总量较低，而南部的邯郸、衡水和石家庄等部分城市地区较高。并且不同月份的SO2浓度变化也较大，一年中在2月和6月出现两次峰值。多标度分形理论可用来有效分析京津冀地区的卫星遥感监测信息（AOD、SO2、NO2）的分布特征，从而客观的确定其大气环境背景值和标准值并结合ORAQI建立的京津冀地区的大气环境指数模型可有效分析京津冀地区的大气污染特征。整体上，京津冀地区的大气环境质量较良好，环境污染程度较轻，极少地区大气环境污染偏重。大气环境污染已不是局部、单个城市面临的问题，而是区域内的多个城市共同面临的环境问题，京津冀地区的大气环境污染特征表现为两条污染传输带：北京-天津-唐山和石家庄-邢台-邯郸。总体上京津冀地区春季空气质量最好，其次秋季空气受轻微污染，夏季受轻度或中度污染，冬季空气质量较差，部分地区受重污染。

基于多源卫星的区域大气环境质量遥感信息提取及综合评价研究

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