[发明专利]一种基于MCD19A2 AOD产品估计PM2.5的方法

说明书

本发明公开了一种基于MCD19A2 AOD产品估计PM2.5的方法，包括如下步骤：步骤1，MCD19A2数据与辅助数据的获取；步骤2，主研究波段的选择，基于主研究波段进行线性回归；步骤3，基于各个波段进行重叠像元的提取；步骤4，基于重叠像元，得到时间归化后的辅助波段；步骤5，基于融合后的AOD数据进行克里金插值；步骤6，基于最小二乘法对研究区内PM2.5进行预测。本发明方法以主波段（研究区内数据质量较好的波段）为基础，基于各波段重叠像元进行线性归化，得到拟合方程，从而对不同获取时间的波段进行时间归化。

技术领域

本发明属于PM2.5预测领域，特别涉及该领域中的一种基于MCD19A2 AOD产品估计PM2.5的方法。

背景技术

PM2.5监测是污染防治的基础，目前主要采用遥感手段在大面积上进行监测，主流方法是基于遥感气溶胶(AOD)数据结合其它辅助数据对PM2.5进行预测，但是目前常用的气溶胶产品为3KM分辨率(MOD/MYD04_3K AOD)、5KM分辨率(Himawari-8AOD)，空间分辨率较低、数据空值较多，不能够满足精细尺度的研究。虽然MCD19A2产品具有1KM分辨率的AOD数据，且空值较少，具有较好的应用价值，但目前对其研究较少。MCD19A2产品包含了一天内卫星通过该区域收集的数据，因此数据中包含不同情况的波段数(每一个波段代表一次AOD数据获取，不同的波段代表了不同时间的数据)，波段数目情况取决于一天中卫星获取数据的次数。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于MCD19A2 AOD产品估计PM2.5的方法。

本发明采用如下技术方案：

一种基于MCD19A2 AOD产品估计PM2.5的方法，其改进之处在于，包括如下步骤：

步骤1，MCD19A2数据与辅助数据的获取；辅助数据包括气象因子和土地利用因子，气象因子包括气压、气温、相对湿度、降雨量、风速和风向；以归一化植被指数NDVI来代替土地利用因子；

步骤2，主研究波段的选择，主研究波段为MCD19A2产品中的某一个波段，可任选一个，其它波段为辅助波段，基于主研究波段进行线性回归；

步骤3，基于各个波段进行重叠像元的提取；

步骤4，基于重叠像元，采用最小二乘的方法得到辅助波段与主研究波段的线性关系，并进行线性回归，得到时间归化后的辅助波段，将时间归化后的辅助波段与主研究波段进行融合以减小主研究波段的空值区域；

步骤5，基于融合后的AOD数据进行克里金插值；

步骤6，结合站点PM2.5数据、插值后的AOD数据、气象因子、NDVI数据，基于最小二乘法对研究区内PM2.5进行预测；

下式中，T为气温、P为气压、RH为相对湿度、WS为风速、WD为风向、NDVI为归一化植被指数，

PM2.5＝β₀+β₁*AOD+β₂*T+β₃*P+β₄*RH+β₅*WS+β₆*WD+β₇*NDVI

各个因子参数β₀—β₇由最小二乘法估计得到，最终得到研究区内的PM2.5值。

本发明的有益效果是：