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卫星遥感技术在环境监测和管理中的应用期望 总被引:1,自引:0,他引:1
简介了遥感技术的发展过程和发展趋势,以及这一新技术在海洋、森林、土地资源与城市环境监测等方面的应用,以说明卫星遥感在环境监测与管理中所起的作用。采用先进的卫星遥感技术可以帮助我们突破传统污染监测方法的局限,提高环境保护和污染监控能力,为保护生态环境的平衡、提高环境质量作出贡献。 相似文献
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利用臭氧观测仪(OMI)卫星遥感反演的大气边界层(PBL)SO2柱含量(PBL SO2)数据分析了自2005年以来中国PBL SO2柱含量数据的空间分布特征、变化趋势及其影响的原因.从长时间尺度上,PBL SO2柱含量呈现明显的下降趋势.2005年中国区域年平均PBL SO2柱含量为0.317DU,2016年为0.276DU,减少了0.041DU,大约为13.2%.SO2柱含量呈现明显的周期变化特征.冬季浓度较高,夏季较低,最小值和最大值分别出现在7和12月,分别为0.246和0.404DU.小波分析显示SO2的变化在10个月的尺度水平上存在明显的主振荡周期,在40个月的尺度水平上存在明显的次周期变化.中国区域SO2污染严重的高值区主要出现在京津冀鲁环渤海地区、关中平原(山西省和陕西省)、河南省大部分地区、四川盆地、长江三角洲地区和珠江三角洲.最大的SO2柱含量值可达1.1DU以上.京津冀鲁环渤海地区的高值区已经延伸到长江三角洲地区,有向南延伸和珠江三角洲连在一起的趋势.由于地形和天气特征的影响,四川盆地地区SO2出现次高值区.在青藏高原和西北地区,SO2浓度较低,呈现背景值特征,多年平均的SO2约在0.05DU的水平.中国区域SO2变化趋势在空间分布上存在明显的区域差异,变化的范围在-0.70~0.15DU之间.SO2出现逐渐减少的地区主要是在高值区,如京津冀鲁环勃海地区、关中平原、四川盆地,长江中下游和珠江三角洲.减幅最大的是四川盆地和珠江三角洲,大约减少了61%.四川盆地2005~2016年约减少了0.55DU;珠江三角洲约减少了0.45DU.出现增长的地区主要是西部和北部地区,以及东南沿海除珠三角外的大部分区域,最大增长大约为0.15DU. 相似文献
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在过去的几十年里,快速的经济发展以及工业化、城镇化进程加速使得中国的资源环境承担的压力不断加大。作为影响空气质量的首要污染物,PM2.5和PM10(记为PM2.5/10)直接影响着广大人民群众的身体健康。因此,针对PM2.5/10浓度进行遥感反演研究,对环境监测和控制改善全国空气环境质量具有重要的意义。近些年来,随着对近地面PM2.5/10浓度研究的不断深入,基于遥感影像数据进行PM2.5/10浓度的反演方法也日益增多。本文利用Google Earth engine(GEE)平台获取了海量的Landsat 8 OLI遥感影像数据,并结合气象信息、空间特征等参数,采用机器学习中常用的多层映射反向传播神经网络构建了波段反射率与PM2.5/10浓度之间的反演模型,以获得PM2.5/10在研究区域的连续分布。为了提高基础PM2.5/10反演模型的反演精度,还从影响因素和前溯时间两个维度出发,探寻了模型的最优化输入参数组合,并最终实现了对PM2.5/10浓度的精准反演。以北京市地区为例,模型的PM2.5和PM10的反演精度R2分别达到0.814和0.796,均方根误差RMSE分别为19.21 μg?m?3和28.31 μg?m?3。鉴于该反演结果具有较高的准确性和可靠性,本文所建立的方法模型为研究PM2.5/10在空间上的连续分布特征提供了新的思路和方法,具有较为重要的科研意义与广泛的应用价值。 相似文献
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臭氧(O3)与甲烷(CH4)均是大气中重要的微量气体,对全球气候变化有着重要的影响.为提高全球范围的臭氧、甲烷在气候模式中的预报效果,使用集合平方根滤波(En SRF)同化方法及地球系统模式(CESM)构建了CESM-En SRF卫星资料同化预报系统,并通过设计试验,将大气红外探测器(AIRS)的臭氧与甲烷观测资料同化到气候模式中,对模式的同化再预报效果进行系统的测试与评估.结果显示,臭氧、甲烷分析集合均值的偏差及均方根误差皆低于背景集合均值的偏差及均方根误差.臭氧、甲烷的同化再预报偏差及均方根误差较控制实验都得到改善,但对5 h Pa以上高度臭氧预报准确性的改进效果很小.随循环同化的进行,平流层臭氧与甲烷的平均同化改进率呈增加趋势,并逐渐趋于稳定;对流层平均同化改进率随时间变化不明显.试验表明,该系统可有效利用臭氧与甲烷的观测资料对模式场进行合理的改善,从而有效地提高臭氧、甲烷在气候模式中的再预报效果,但对于平流层顶-中间层高度(5 h Pa以上)臭氧预报准确度的提高,模式中臭氧光化学过程的准确模拟较同化观测资料具有更重要的作用.此外,循环同化对提高5~150 h Pa高度臭氧及1~200 h Pa高度甲烷在CESM模式中的预报效果最有效. 相似文献
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为更好地了解京津冀地区NO2浓度的长期时空分布变化特征,对2005—2015年京津冀地区对流层NO2柱浓度数据进行了统计分析.结果表明,京津冀地区对流层NO2柱浓度在2005—2010年增加明显,年均复合增长率为6.8%,并在2010年达到峰值,为1 329.07×1013 mol/cm2;2010—2013年保持相对稳定;2013—2015年显著下降,降幅达26.2%.2015年NO2柱浓度为964.43×1013 mol/cm2,基本与2005年的浓度水平持平.北京地区NO2柱浓度最先开始下降并保持降低趋势,其中北京市城区降幅远大于郊区,并在2015年达到最低值,为1 647.38×1013 mol/cm2;天津市城、郊区NO2柱浓度变化相近,总体上均呈先增后减的趋势,并且均在2010年达到峰值,分别为2 686.96×1013、2 019.36×1013 mol/cm2;而河北省西南部(石家庄、邢台、邯郸市)在近两年降幅最为明显,均在35.0%以上.京津冀对流层NO2柱浓度呈由南向北递减的空间分布趋势,高值区主要分布于京津唐一带以及河北省南部沿太行山一带.研究显示,虽然近年来京津冀地区NO2柱浓度降幅明显,但相比于周边地区仍面临较大的减排压力. 相似文献
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二氧化碳(CO2)是导致全球变暖最主要的温室气体,掌握准确的CO2空间分布信息可以有效评估碳减排成效,对于推进碳达峰、碳中和工作具有重要意义。相比站点观测,碳卫星能够获取大尺度的CO2分布信息,但是由于其幅宽较窄以及云覆盖的影响,大气CO2卫星遥感数据存在大量缺值区域,不能获得空间连续的大气CO2分布。以新疆维吾尔自治区为研究区,基于2019年OCO-2卫星大气二氧化碳柱平均干空气混合比(XCO2)数据,结合气温、地形、植被、大气NO2浓度等相关变量,综合对比了多元线性回归(MLR)、地理加权回归(GWR)、支持向量机(SVR)、随机森林(RF)、极端梯度提升树(XGBoost)和极端随机树(ERT)等方法在生成大气XCO2空间连续数据中的表现。交叉验证结果表明,RF、XGBoost和ERT这3种集成学习模型精度明显优于SVR、GWR和MLR模型,其中ERT模型精度最高,决定系数R2为0.7... 相似文献
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