[发明专利]基于卫星超光谱遥感的臭氧控制类型识别方法及电子设备

说明书

本发明公开了一种基于卫星超光谱遥感的臭氧控制类型识别方法及电子设备，方法包括：获取目标区域在研究时间阶段内各目标气体的对流层垂直柱浓度数据；获得各目标气体在等经纬度网格上各经纬度格点中对应的对流层气体垂直柱浓度；计算所有可用像元的每种目标气体的对流层垂直柱浓度的每日空间平均值；基于CO、O₃和HCHO的对流层垂直柱浓度的每日空间平均值数据，计算所有可用像元的HCHO二次源的对流层垂直柱浓度的每日空间平均值；获得VOCs控制区阈值和NO_x控制区阈值；基于VOCs控制区阈值和NO_x控制区阈值划分目标区域内各经纬度格点的对流层臭氧控制类型。实现明确各地主要臭氧前体物，进而科学有效地控制臭氧浓度。

技术领域

本发明属于空气质量遥感监测技术领域，更具体地，涉及一种基于卫星超光谱遥感的臭氧控制类型识别方法及电子设备。

背景技术

在对流层里存在的臭氧属于一种对生物有害的污染物，是光化学烟雾的组成部分之一。许多涉及化学能量快速转化的人类活动，如内燃机开动和复印机工作等，都会产生臭氧，臭氧是一种强氧化剂，容易与其他化学物质反应生成许多有毒的氧化物，危害人类健康。因此，对流层臭氧浓度与生产活动以及人民的身体健康有着紧密联系。

对流层臭氧主要来自光化学反应—当混合着各种氮的氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)和挥发性有机化合物(VOCs，如甲醛-HCHO)的空气在受到日光照射时，便会产生臭氧。氮氧化物和挥发性有机物因此被称为“臭氧前体”(ozone precursors)。汽车尾气、工业废气和化学有机溶剂是“臭氧前体”的主要人为排放源。尽管这些排放源大都集中在城市中，但一些物质(如氮氧化物)可以借助风力扩散到数百千米之外的人口稀疏区，在那里形成臭氧源。

如今已经可以利用人造卫星测量对流层各种大气污染物的垂直柱(垂直大气柱)浓度。卫星观测能够实现大范围多种气体浓度的观测，便于广域分析多种气体浓度关系以及对于污染物的控制。

目前现有的对于对流层臭氧浓度的控制方法主要为控制高浓度对流层臭氧点源，但受到臭氧光化学反应的影响，对于对流层臭氧点源的控制并不能有效地实现对于目标地区对流层臭氧浓度的降低，甚至会得到相反的效果。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于卫星超光谱遥感的臭氧控制类型识别方法及电子设备，实现大范围测定各地的臭氧对于其两种前体物VOCs与NO_x的敏感性分析，并得到各地对流层臭氧浓度受到何种前提物的主要影响。

为实现上述目的，本发明提出了一种基于卫星超光谱遥感的臭氧控制类型识别方法，包括：

基于卫星返回的大气光谱遥感数据，获取目标区域在研究时间阶段内各目标气体的对流层垂直柱浓度数据，所述目标气体包括CO、O₃、HCHO和NO₂；

将各目标气体的像元规整到所述目标区域的等经纬度网格上，获得各目标气体在所述等经纬度网格上各经纬度格点中对应的对流层气体垂直柱浓度；

获取所述目标区域内的可用像元，计算所有可用像元的每种目标气体的对流层垂直柱浓度的每日空间平均值；

基于CO、O₃和HCHO的对流层垂直柱浓度的每日空间平均值数据，计算所有可用像元的HCHO二次源的对流层垂直柱浓度的每日空间平均值，所述HCHO二次源为对流层甲醛属于光化学反应生成的垂直柱浓度；

对HCHO二次源、NO₂的对流层垂直柱浓度的每日空间平均值进行归一化处理，得到对应的标准值；

基于O₃的对流层垂直柱浓度的每日空间平均值、HCHO二次源的对流层垂直柱浓度的每日空间平均值及其标准值以及NO₂的对流层垂直柱浓度的每日空间平均值及其标准值，获得VOCs控制区阈值和NO_x控制区阈值；