[發明專利]一種短時間尺度內城市大氣細顆粒物時空變異評價方法

在審

• 申請號: 201810708169.0
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN110095389A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 于之鋒;周斌;吳琦;齊冰;袁小紅
• 申請（專利權）人: 杭州師范大學
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

1.一種短時間尺度內城市大氣細顆粒物時空變異評價方法,其特征在于包括以下步驟：

步驟(1)、獲取大氣細顆粒物PM2.5的實測數據，利用太陽光度計獲取氣溶膠光學厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)實測數據；

步驟(2)、對實測PM2.5與AOD數據進行相關性分析，相關性系數大于0.4代表中等相關，可以進行建模分析；

步驟(3)、對PM2.5與AOD數據進行分類，分別以年、季節為時間單元進行建模，將其中三分之二用于建立PM2.5與AOD的模擬模型，三分之一用于驗證模型；

步驟(4)、建立PM2.5與AOD的模擬模型，使用一元回歸分析方法，建立關于PM2.5濃度的線性函數、對數函數、二次方函數、立方函數、冪函數函數、指數函數共6種模型；比較年尺度和四季尺度下這6種模型下的決定系數、相對誤差和均方根誤差，從而確定PM2.5與AOD的最優模型；

步驟(5)、使用二流式算法來反演GOCI影像的氣溶膠光學厚度，獲得GOCI反演的AOD分布圖；其中使用二流式算法改進大氣輻射傳輸方程為：

該方程的邊界條件如下：

τ^λ＝τ₀^λsecθ'

τ^λ＝0

其中，為上行輻射通量函數；為下行輻射通量函數；ε為后向散射系數，通常取值0.1；θ_s為太陽天頂角；θ'為傳感器天頂角；E₀為太陽輻照度；τ為光學厚度；τ₀^λ為總的大氣光學厚度；A為地表反射率；

步驟(6)、在ENVI中使用波段運算，將步驟(4)決定PM2.5濃度的模擬模型代入步驟(5)中GOCI反演的AOD分布圖，獲取GOCI PM2.5的逐時遙感產品；

步驟(7)、在ENVI中使用波段運算，根據變異系數公式對步驟(6)的結果圖進行計算，從而得到某一地區PM2.5濃度的變異系數分析圖；

變異系數的計算公式：

CV＝σ/μ (4)

其中，N為樣本個數，μ為均值，σ為標準差，CV代表變異系數。

2.如權利要求1所述的一種城市大氣細顆粒物短時間尺度內時空變異遙感監測方法，其特征在于步驟(1)所述的PM2.5、AOD、氣象數據為同步數據。

3.如權利要求1所述的一種城市大氣細顆粒物短時間尺度內時空變異遙感監測方法，其特征在于GOCI所成影像是以小時為單位，通過步驟(7)可分析大氣細顆粒物短時間尺度內變化快慢情況。