[发明专利]一种臭氧前体物VOCs高值区卫星遥感识别方法

说明书

本发明公开了一种臭氧前体物VOCs高值区卫星遥感识别方法；通过卫星遥感监测气态污染物结果(HCHO和NO₂)展示臭氧前体物的空间分布趋势，同时利用两者的比值作为臭氧前体物指示值(HCHO/NO₂)，用于展示臭氧的生成主要受哪种前体物控制，在VOCs控制的区域，去掉自然因素的影响，筛选出人为排放VOCs高值区，并对这些高值区进行动态监管和变化评估，从精准定位臭氧前体物VOCs高值排放源，并进行动态监测评估。

技术领域

本发明涉及环境监测及治理领域，具体涉及一种臭氧前体物VOCs高值区卫星遥感识别方法。

背景技术

时至目前，通过工厂减排、机动车限行等多重治理手段，我国以华北平原为主、冬季频发的以细颗粒物(PM2.5)为首要污染物的污染现象有所缓解。然而，在珠三角、长三角和京津冀等地区夏季以臭氧(O₃)为首要污染物的光化学烟雾现象逐步加强。主要由氮氧化物(NO_x)和挥发性有机物(VOCs)参与的光化学反应的后续反应中会产生过氧乙酰基硝酸酯等长寿命气溶胶，对人体健康具有十分严重的危害。地表臭氧污染日益成为中国大城市空气污染的新问题。

臭氧污染的生成和光照、气温等气象因素密切相关，主要发生在阳光强烈的夏、秋季节。汽车尾气、工业企业排放的氮氧化物(NOx)与挥发性有机物(VOCs)等臭氧前体物，在高温、强光辐射的作用下，经过一系列复杂的光化学反应，产生臭氧污染物。通过控制臭氧前体物的方式，可以在一定程度上控制人为源导致的近地面臭氧问题。

然而目前只有卫星遥感气态污染物(HCHO、NO₂)反演技术，并没有在再进一步通过卫星遥感监测结果来综合判定臭氧生成主要受哪种前体物控制，进而通过针对性的减排来控制臭氧生成的方法。

由于上述原因，本发明人对现有的卫星遥感识别方法做了深入研究，以期待设计出一种能够解决上述问题的新的识别方法。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种臭氧前体物VOCs高值区卫星遥感识别方法；通过卫星遥感监测气态污染物结果(HCHO和NO₂)展示臭氧前体物的空间分布趋势，同时利用两者的比值作为臭氧前体物指示值(HCHO/NO₂)，用于展示臭氧的生成主要受哪种前体物控制，在VOCs控制的区域，去掉自然因素的影响，筛选出人为排放VOCs高值区，并对这些高值区进行动态监管和变化评估，从精准定位臭氧前体物VOCs高值排放源，并进行动态监测评估，从而完成本发明。

具体来说，本发明的目的在于提供一种臭氧前体物VOCs高值区卫星遥感识别方法，该方法包括如下步骤：

步骤1，将待监测地区按照规则大小划分为多个区域，各个区域都为一级遥感单元，并记录各个一级遥感单元的地理坐标；

步骤2，根据土地利用分类数据，解算各个一级遥感单元中的建设用地面积，并从中挑选出包含建设用地较多的一级遥感单元，作为二级遥感单元；

步骤3，调取TROPOMI高光谱遥感数据，获得各个二级遥感单元近一周内对流层甲醛(HCHO)柱浓度和二氧化氮(NO₂)柱浓度；

步骤4，解算各个二级遥感单元对流层甲醛(HCHO)柱浓度的均值和臭氧前体物指示值的均值；

步骤5，筛选出臭氧前体物指示值的均值小于预设值N的二级遥感单元，并且根据对流层甲醛柱浓度的均值对筛选出的二级遥感单元排序，将其中对流层甲醛柱浓度的均值排名前25％的二级遥感单元作为三级遥感单元。

其中，在步骤1中，所述的规则大小为3km×3km，即将所述待监测区域划分为多个3km×3km的网格。

其中，在步骤4中，所述臭氧前体物指示值通过对流层甲醛柱浓度和对流层二氧化氮柱浓度的比值获得，即HCHO/NO₂。