[發(fā)明專利]一種基于Himawari-8 AOD的PM2.5遙感監(jiān)測反演方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810332580.2
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108491667B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳江平;黃梟;馮婉舒
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F17/18;G01D21/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

本發(fā)明公開了一種基于Himawar?8AOD的PM2.5遙感監(jiān)測反演方法，包括以下步驟：S1、獲取Himawari?8AOD產(chǎn)品數(shù)據(jù)，PM2.5地面監(jiān)測站點數(shù)據(jù)，氣象數(shù)據(jù)以及土地利用數(shù)據(jù)；并進行時空配準(zhǔn)，建立遙感估計近地面PM2.5質(zhì)量濃度的混合效應(yīng)回歸模型；S2、分別對獲取到的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，提取出研究區(qū)域的AOD地理信息，各氣象因子地理信息，以及地理信息；通過Matlab將預(yù)處理得到的信息以.mat格式存儲；S3、編寫Matlab代碼讀取步驟S2中預(yù)處理得到的AOD地理信息、各氣象因子地理信息以及地理信息，并應(yīng)用于步驟S1中建立的混合效應(yīng)回歸模型，得到遙感估計近地面PM2.5質(zhì)量濃度結(jié)果。本發(fā)明能夠?qū)M2.5濃度進行大面積、連續(xù)性時間的動態(tài)監(jiān)測，并且該方法的監(jiān)測穩(wěn)定性好，準(zhǔn)確性高，具有較好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大氣遙感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于Himawari-8 AOD的PM2.5遙感監(jiān)測反演方法。

背景技術(shù)

暴露于空氣中的細顆粒物(PM2.5)，指空氣動力學(xué)直徑小于等于2.5μm的顆粒，是大氣污染的重要組成成分之一,也是造成霧霾的主要原因。最新的研究表明，自1990年以來，全球環(huán)境的空氣污染負擔(dān)一直在持續(xù)增加。PM2.5的影響主要體現(xiàn)在對人體呼吸道健康的危害、地表溫度和大氣降水的變化等多個方面。流行病學(xué)研究表明，PM2.5與心血管呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)病率和死亡率的增加有關(guān)，當(dāng)亞微米大小的顆粒物滲透到肺部，可能誘發(fā)呼吸道疾病。因此，長期、大面積的PM2.5監(jiān)測和準(zhǔn)確的PM2.5濃度預(yù)測對于評估空氣質(zhì)量以及保障公眾的健康至關(guān)重要。

傳統(tǒng)的PM2.5濃度遙感監(jiān)測方法大部分是基于MODIS AOD數(shù)據(jù)來進行估算的，估算結(jié)果受AOD數(shù)據(jù)精度影響較大，并且這種極軌衛(wèi)星提供的數(shù)據(jù)受觀測頻率的限制，因此這仍然不足以讓我們理解PM2.5質(zhì)量濃度在連續(xù)性時間上的演變。Himawari-8(向日葵8號)氣象衛(wèi)星是日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)設(shè)計制造的向日葵系列衛(wèi)星之一，是日本于2014年10月7日發(fā)射的新一代氣象衛(wèi)星。Himawari-8是世界上第一顆可以拍攝彩色圖像的靜止氣象衛(wèi)星，以往的極軌衛(wèi)星受觀測頻率的限制，而Himawari-8的觀測頻率提高到了至少每10分鐘一次，覆蓋地球的三分之一(西太平洋、東亞、東南亞和大洋洲)，對云層等動向的持續(xù)觀測性能也得到提升。

故而，在這種背景下，研究一種新的能夠準(zhǔn)確對PM2.5濃度進行大面積、連續(xù)性時間的動態(tài)監(jiān)測方法，為科學(xué)研究中待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中遙感反演時間分辨率低的缺陷，提供一種基于Himawari-8 AOD的PM2.5遙感監(jiān)測反演方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種基于Himawari-8 AOD的PM2.5遙感監(jiān)測反演方法，該方法包括以下步驟：

S1、獲取研究區(qū)域內(nèi)Himawari-8衛(wèi)星采集到的Himawari-8 AOD產(chǎn)品數(shù)據(jù)，地面監(jiān)測站點采集到的PM2.5地面監(jiān)測站點數(shù)據(jù)，氣象數(shù)據(jù)以及土地利用數(shù)據(jù)；對獲取到的數(shù)據(jù)進行時空配準(zhǔn)，建立遙感估計近地面PM2.5質(zhì)量濃度的混合效應(yīng)回歸模型；

S2、分別對Himawari-8 AOD產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，提取出研究區(qū)域的AOD地理信息；對氣象數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，提取出研究區(qū)域的各氣象因子地理信息；對土地利用信息進行預(yù)處理，提取出研究區(qū)域的地理信息；通過Matlab將預(yù)處理得到的信息以.mat格式存儲；

S3、編寫Matlab代碼讀取步驟S2中預(yù)處理得到的AOD地理信息、各氣象因子地理信息以及地理信息，并應(yīng)用于步驟S1中建立的混合效應(yīng)回歸模型，得到遙感估計近地面PM2.5質(zhì)量濃度結(jié)果。

進一步地，本發(fā)明的步驟S2中建立遙感估計近地面PM2.5質(zhì)量濃度的混合效應(yīng)回歸模型的方法具體為：