[發(fā)明專利]一種融合地面監(jiān)測與衛(wèi)星影像的建筑裸地大氣顆粒物測算方法

有效

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• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104198342B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李令軍;趙文慧;姜磊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京市環(huán)境保護監(jiān)測中心
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02;G01N21/84
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11471
• 代理人: 王淑玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種建筑裸地大氣顆粒物測算方法，特別的涉及一種融合地面監(jiān)測與衛(wèi)星影像的建筑裸地大氣顆粒物測算方法。

背景技術(shù)

2013年6月，國務(wù)院部署了大氣污染防治十條措施，通過減少污染物排放、嚴(yán)控“兩高”行業(yè)新增產(chǎn)能、大力推行清潔生產(chǎn)、加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、強化節(jié)能環(huán)保指標(biāo)約束等準(zhǔn)則，力爭到2017年在大氣污染防治上取得顯著成效。2014年新頒布的《北京市大氣污染防治條例》中也提出，大氣污染防治，應(yīng)當(dāng)以降低大氣中的細顆粒物濃度為重點，堅持從源頭到末端全過程控制污染物排放，嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)，實行污染物排放總量和濃度控制，加快削減排放總量，并專門就“揚塵污染防治”對建設(shè)施工現(xiàn)場提出了具體說明與措施。《北京市2013年揚塵污染控制環(huán)境監(jiān)察工作方案》的出臺，以“控制揚塵污染，削減PM_2.5”為核心，加大對揚塵污染問題的查處和曝光力度，突出加強對施工工地非道路機械尾氣排放超標(biāo)行為的處罰，進一步提高大氣顆粒物污染控制效果。

根據(jù)環(huán)境空氣污染源解析，地面揚塵是北京乃至全國主要城市顆粒物的重要來源之一。建筑施工活動是一類無組織揚塵污染源，具有很高的排放潛能，可以在短時間內(nèi)嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)氐目諝赓|(zhì)量。揚塵排放量與施工操作水平、施工階段、污染控制程度，以及氣象條件有著密切關(guān)系。而在建筑裸地活動水平監(jiān)測方面，由于其具有時空上的不確定性、隨機性強等特點，其監(jiān)測與計量一直是環(huán)境管理工作中的難點和重點，如何有效地測算出目標(biāo)區(qū)域建筑裸地顆粒物的空間分布成為了一種新的技術(shù)需求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種融合地面監(jiān)測與衛(wèi)星影像的建筑裸地大氣顆粒物測算方法，該方法基于高分辨衛(wèi)星影像對監(jiān)控區(qū)域進行觀測、判別和解譯，獲取并處理衛(wèi)星數(shù)據(jù)，同時利用外業(yè)精度評估與內(nèi)業(yè)精度審核算法，并結(jié)合相近時段航空影像等數(shù)據(jù)，提高裸地斑塊的提取精度；利用四維通量法模型測定排放因子，并根據(jù)排放因子和建筑裸地面積測算顆粒物排放量；利用插值法擬合生成建筑裸地顆粒物排放量空間分布，并進行污染物空間分布評測。本發(fā)明能夠有效地測算出目標(biāo)區(qū)域建筑裸地顆粒物的空間分布，降低工作人員實地監(jiān)測的難度，提高工作效率。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種融合地面監(jiān)測與衛(wèi)星影像的建筑裸地大氣顆粒物測算方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟S1，獲取并處理衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，基于高分辨衛(wèi)星影像對監(jiān)控區(qū)域進行觀測、判別和解譯，提取建筑裸地在目標(biāo)區(qū)域的空間分布；步驟S2，提高建筑裸地提取精度，利用外業(yè)精度評估與內(nèi)業(yè)精度審核算法，并結(jié)合相近時段的航空影像數(shù)據(jù)光譜信息，提高裸地斑塊的提取精度；步驟S3，測定大氣顆粒物(TSP、PM₁₀、PM_2.5)排放量，利用四維通量法模型測定顆粒物排放因子，并根據(jù)排放因子和建筑裸地面積測算顆粒物排放量；步驟S4，評測污染物空間分布，利用插值法擬合生成建筑裸地顆粒物空間分布。

優(yōu)選的，所述步驟S1中，衛(wèi)星影像采用Quick-Bird衛(wèi)星影像。

優(yōu)選的，所述步驟S1中，原始衛(wèi)星影像的多光譜和全色數(shù)據(jù)以國家標(biāo)準(zhǔn)航空影像為基礎(chǔ)地圖進行幾何精糾正并進行數(shù)據(jù)融合。

優(yōu)選的，所述步驟S1與步驟S2之間還有步驟S11，參考前一年或當(dāng)年其他衛(wèi)星拍攝的影像，對步驟S1中的裸地解譯結(jié)果進行對比判別。

優(yōu)選的，所述步驟S2中，建筑裸地采用人機交互解譯，提取出五種處于不同施工階段的建筑裸地斑塊，包括拆遷平整階段、土石方階段、主體施工階段、主體完工未綠化階段和其他裸地。

優(yōu)選的，所述步驟S2中，從衛(wèi)星影像中提取五類建筑裸地斑塊，并分別計算五類斑塊面積，所述五類建筑裸地斑塊分別處于如下階段：

(1)拆遷平整階段，指處于房屋拆遷及土地平整階段的土地；

(2)土石方階段，指處于挖土階段及地基完成之前的建筑施工用地；

(3)主體施工階段，指處于地基施工完成與建筑主體封頂之間的建筑施工用地；

(4)主體完工未綠化階段，指房屋主體施工完成與小區(qū)未完成綠化或硬化之間的建設(shè)用地，并包括周邊與該建筑施工相關(guān)的裸地；

(5)其他裸地，指一年內(nèi)未變化并無植被覆蓋的裸地，

進一步的，所述步驟S2中還包括步驟S21，對以上建筑裸地斑塊隨機抽樣，抽樣數(shù)量為Nn，并對抽樣出的建筑裸地斑塊進行野外實地核查，建筑裸地斑塊的總數(shù)量為N，得到非建筑裸地斑塊數(shù)量N_E，計算得到建筑裸地斑塊誤判率置信區(qū)間設(shè)置為95％，在P_E大于5％的情況下，重新進行步驟S2。