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空气质量卫星遥感监测项目

2013年04月02日作者:来源:

    项目背景


    第16届亚运会于2010年11月在广州市举办,为确保广州市环境空气质量的持续改善、亚运会期间广州市环境空气质量各主要污染指标(二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物、臭氧、PM2.5浓度)达到预期目标,实现“绿色亚运”;广州市环境保护局决定建立“广州亚运空气质量卫星遥感监测系统”,以实现在2010年广州亚运会期间针对空气质量进行全方位的卫星遥感观测,为空气污染条件预报、空气质量数值预报及其广州亚运会后的日常空气质量监测和预报的常态化管理及应急措施提供支持。


    项目内容


    本项目主要建设内容包括卫星遥感数据处理系统、数据库系统、多源卫星遥感监测系统等,各部分具体内容详细介绍如总体框架图1所示:


 
图1  总体框架


(一)卫星遥感数据处理系统


实现为对获取的MODIS、OMI和TM等卫星影像数据进行快速地几何校正、辐射校正,并处理、加工成“数据库系统”、“多源卫星遥感监测系统”所要求的具体格式。其中MODIS数据可实现逐日获取、处理,而TM卫星数据取决于卫星过境时刻和频次。


    (二)数据库系统


    为“多源卫星遥感监测子系统”、以及其他项目中的“污染气象条件指数预报系统”、“大气后向轨迹模型系统”、“环境空气质量数值预报系统”等提供数据支撑。存储数据主要包括来源于环保部门的PM10浓度、激光雷达气溶胶后向散射系数等观测数据、常规的气象观测参数、广州及周边地区的不同比例尺的基础地理空间数据(包括1:5000,1:10000等比例尺的地形图),以及经过“卫星遥感数据处理子系统”处理加工后的卫星遥感影像数据。


    (三)多源卫星遥感监测系统


    主要利用“卫星遥感数据处理系统”处理加工的多平台卫星遥感数据(MODIS、OMI、TM等),建立PM10、SO2、NO2、臭氧、UV、AOD等的遥感反演物理模型,进而提供逐日的PM10、SO2、NO2、臭氧、紫外线(UV)、气溶胶光学厚度(AOD)等时空分布图,为亚组委提供环境监测和控制等决策服务。


    考虑到数据获取时间的滞后性和算法具体要求,本系统可以实现当天(或滞后一天)的两种不同空间尺度(即10公里和30米)的PM10、AOD空间分布图;滞后一周左右的NO2、臭氧产品;由于SO2遥感反演技术和方法不成熟,在系统设计和建设中会充分考虑,尽可能提供该产品;紫外线(UV)产品作为一个补充产品尽可能提供。
    


图2  多源卫星遥感监测

图3  PM10卫星遥感反演结果

    项目成效


    本项目建设完成后,不仅可以为2010广州亚运空气质量提供全方位的卫星遥感观测手段,而且可以实现广州亚运后的日常空气质量监测的常态化,并提供如下科技和服务支撑:


    1. 提供业务化运行的广州市及周边地区AOD、PM10、NO2、SO2、紫外线(UV Index)和臭氧(O3)反演软件平台,生成逐日的AOD、PM10、NO2、SO2、紫外线(UV Index)和臭氧(O3)时空分布图,为灰霾的空间分布及其扩散和传播提供直观的图解。


    2. 为广州空气质量提供API的1-7天的趋势预报产品,及时向市民提供环境空气质量预报信息。


    3. 针对突发大气环境污染事故,实现快速收集气象和环保数据,利用本系统做出快速响应,及时向市民报告空气环境质量最新的演变状态。


编辑:姚超

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