[發(fā)明專利]一種基于空間自相關(guān)和景觀格局指數(shù)的大氣氣溶膠動態(tài)變化多指標(biāo)綜合分析方法

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• 申請日: 2016-07-27
• 公開（公告）號: CN107665262A
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙顏創(chuàng);趙小鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利涉及城市大氣環(huán)境分析應(yīng)用領(lǐng)域，尤指一種基于空間自相關(guān)和景觀格局指數(shù)的大氣氣溶膠動態(tài)變化多指標(biāo)綜合分析方法。

背景技術(shù)

大氣氣溶膠是最重要的大氣污染物之一。隨著人類活動的日益頻繁，全球大氣氣溶膠的含量顯著增加，其導(dǎo)致的灰霾、酸雨、光化學(xué)煙霧等災(zāi)害嚴(yán)重影響了生態(tài)環(huán)境和人類健康。研究大氣氣溶膠的時空變化規(guī)律有助于了解氣溶膠的分布特性，從而為城市霧霾防治和大氣環(huán)境質(zhì)量調(diào)控提供科學(xué)依據(jù)。

國內(nèi)外學(xué)者利用地面觀測數(shù)據(jù)和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)對大氣氣溶膠的時空變化規(guī)律已經(jīng)做了大量研究數(shù)據(jù)來源。地基觀測研究精度高，但由于觀測站點有限，導(dǎo)致空間連續(xù)性不足。而通過衛(wèi)星遙感反演的大氣氣溶膠光學(xué)厚度，可以獲得大氣氣溶膠空間連續(xù)分布信息，更加客觀的反應(yīng)氣溶膠的空間變化。因此受到相關(guān)學(xué)者的廣泛關(guān)注。但在分析指標(biāo)方面，通常是根據(jù)“氣溶膠光學(xué)厚度值”的大小進(jìn)行直觀的對比分析，或是通過空間自相關(guān)的方法研究氣溶膠光學(xué)厚度的空間格局。由于氣溶膠動態(tài)變化的復(fù)雜性，這些相對單一的傳統(tǒng)指標(biāo)難以全面描述氣溶膠的動態(tài)變化。而采用多種指標(biāo)綜合分析比使用單一的指標(biāo)更能客觀的反映氣溶膠變化的全貌。景觀生態(tài)學(xué)的蓬勃發(fā)展給大氣氣溶膠的時空變化分析帶來了新的思路。景觀格局指數(shù)多樣，能夠從斑塊、類型和景觀3個層次對地理景觀進(jìn)行全面的表征。同時利用空間自相關(guān)和景觀格局指數(shù)對氣溶膠動態(tài)變化進(jìn)行多指標(biāo)綜合分析，有助于深入的識別和理解氣溶膠的動態(tài)變化，從而更精確評估氣溶膠對環(huán)境、氣候、人類等的影響。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有研究中存在的問題，本發(fā)明以廈門市為例，利用Terra-MODIS衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)，提供了一種基于空間自相關(guān)和景觀格局指數(shù)的大氣氣溶膠動態(tài)變化多指標(biāo)綜合分析方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明基于空間自相關(guān)和景觀格局指數(shù)的大氣氣溶膠動態(tài)變化多指標(biāo)綜合分析方法的具體流程為：

S1. 結(jié)合氣象數(shù)據(jù)，篩選廈門市2014年3月1日至2015年2月28日可利用的Terra-MODIS衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，并完成影像數(shù)據(jù)的輻射定標(biāo)與幾何精校正。

S2. 根據(jù)經(jīng)典的暗像元法，利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)反演得到1公里空間分辨率的大氣氣溶膠光學(xué)厚度。利用廈門市邊界矢量數(shù)據(jù)提取廈門市的氣溶膠光學(xué)厚度，并根據(jù)影像時間合成廈門市月平均氣溶膠光學(xué)厚度產(chǎn)品。

S3. 利用全局自相關(guān)系數(shù)和局部自相關(guān)系數(shù)以及景觀格局指數(shù)建立多指標(biāo)體系，并利用相關(guān)計算機(jī)軟件計算月平均氣溶膠光學(xué)厚度的各個指標(biāo)。

S4. 基于多指標(biāo)計算結(jié)果，綜合分析氣溶膠動態(tài)變化規(guī)律。

附圖說明

圖1為本發(fā)明專利綜合分析方法的技術(shù)流程圖。

圖2a為本發(fā)明合成的研究區(qū)1月份氣溶膠光學(xué)厚度。

圖2b為本發(fā)明合成的研究區(qū)2月份氣溶膠光學(xué)厚度。

圖2c為本發(fā)明合成的研究區(qū)3月份氣溶膠光學(xué)厚度。

圖2d為本發(fā)明合成的研究區(qū)4月份氣溶膠光學(xué)厚度。

圖2e為本發(fā)明合成的研究區(qū)6月份氣溶膠光學(xué)厚度。

圖2f為本發(fā)明合成的研究區(qū)7月份氣溶膠光學(xué)厚度。

圖2g為本發(fā)明合成的研究區(qū)8月份氣溶膠光學(xué)厚度。

圖2h為本發(fā)明合成的研究區(qū)10月份氣溶膠光學(xué)厚度。

圖2i為本發(fā)明合成的研究區(qū)11月份氣溶膠光學(xué)厚度。

圖2j為本發(fā)明合成的研究區(qū)12月份氣溶膠光學(xué)厚度。

圖3為本發(fā)明研究區(qū)各月份（5月和9月除外）氣溶膠光學(xué)厚度的基本統(tǒng)計值。

圖4a為本發(fā)明研究區(qū)各月份（5月和9月除外）氣溶膠光學(xué)厚度的全局自相關(guān)系數(shù)。

圖4b為本發(fā)明研究區(qū)各月份（5月和9月除外）氣溶膠光學(xué)厚度的全局自相關(guān)系數(shù)的顯著水平。

圖5a為本發(fā)明研究區(qū)1月份氣溶膠光學(xué)厚度局部自相關(guān)聚類圖。

圖5b為本發(fā)明研究區(qū)2月份氣溶膠光學(xué)厚度局部自相關(guān)聚類圖。

圖5c為本發(fā)明研究區(qū)3月份氣溶膠光學(xué)厚度局部自相關(guān)聚類圖。

圖5d為本發(fā)明研究區(qū)4月份氣溶膠光學(xué)厚度局部自相關(guān)聚類圖。

圖5e為本發(fā)明研究區(qū)6月份氣溶膠光學(xué)厚度局部自相關(guān)聚類圖。

圖5f為本發(fā)明研究區(qū)7月份氣溶膠光學(xué)厚度局部自相關(guān)聚類圖。

圖5g為本發(fā)明研究區(qū)8月份氣溶膠光學(xué)厚度局部自相關(guān)聚類圖。

圖5h為本發(fā)明研究區(qū)10月份氣溶膠光學(xué)厚度局部自相關(guān)聚類圖。

圖5i為本發(fā)明研究區(qū)11月份氣溶膠光學(xué)厚度局部自相關(guān)聚類圖。