遥感与雾霾完整版.ppt

遥感与雾霾,太空千里眼课题,选题背景,1.雾霾中的有害物质、微粒会吸附在呼吸都上引起支气管炎甚至肺癌。2.雾霾天对人体心脑血管疾病的影响也很严重，会导致中风等心脑血管疾病。3.雾霾天气还可导致近地层紫外线的减弱，影响维生素D合成，造成缺钙。4.雾霾天气能见度低，影响交通运输，导致航空延误，汽车拥堵、车祸。,雾霾的危害,选题背景,现有PM2.5检测方法包括重量法、射线吸收法、微量振荡天平法等三种，但均需要采购大量精密仪器，监测和维护成本较高，无法直观地感受应用到大气监测的作用。,对于大气污染监测，目前国内主要是基于地面站点的观测仪器获取大气污染物的浓度，但是站点的观测结果只能代表站点所在区域一定范围内的大气污染情况，且观测站点的数量在空间覆盖上有限,学习计划,监测雾霾，首先就要了解雾霾的组成成分，其次才是研究监测雾霾的技术。了解雾霾的成分，那雾霾中到底含有什么什么样的成分呢？怎样形成的呢？为什么对人类的危害那么大，为什么会在空气中广阔分布？而监测雾霾，那么就肯定要用到遥感技术。对于遥感技术，我们又必须知道遥感技术的概念，遥感技术的原理，遥感技术的应用。,团队成员及分工,组长：钟元，查找资料遥感技术的概念，遥感技术的原理，遥感技术的应用成员1：叶静波，查找网页遥感技术在监测雾霾中的作用，制作报告和PPT成员2：李小鹏，编写报告，制作学习计划,研究效果,雾霾的组成,雾霾主要由二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物这三项组成，它们与雾气结合在一起，让天空瞬间变得阴沉灰暗。颗粒物的英文缩写为PM，北京监测的是细颗粒物（PM2.5），也就是空气动力学当量直径小于等于2.5微米的污染物颗粒。这种颗粒本身既是一种污染物，又是重金属、多环芳烃等有毒物质的载体。,研究效果,遥感的概念遥感是指非接触的，远距离的探测技术。一般指运用传感器/遥感器对物体的电磁波的辐射、反射特性的探测。获取其反射、辐射或散射的电磁波信息（如电场、磁场、电磁波、地震波等信息），并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。,研究效果,遥感的原理太阳是电磁辐射源，地面上的物体会对由太阳光所构成的电磁波产生反射和吸收。由于每一种物体的物理和化学特性以及入射光的波长不同，因此它们对入射光的反射率也不同。各种物体对入射光反射的规律叫做物体的反射光谱，通过测定反射光谱可以得知物体的某些特性。,研究效果,海洋监测、土地利用监测、城市扩张预案、图像判绘、洪涝灾害和地震灾害灾后影像分析等等。遥感设备可以设置在飞机，热气球，无人机等飞行器上，也可以安装在卫星上，甚至曾经放置在风筝上。,遥感的应用,研究效果,卫星测量的辐亮度直接取决于地物波谱特性。在雾霾天气情况下，由于雾霾对太阳辐射的散射和吸收作用，改变了电磁波的辐射传输，电磁波受雾霾的影响，图像在色调、纹理及形状上都与其他景物有明显不同。一种思路是基于卫星遥感获取的高分辨率影像，利用法结暗像元构函数法或深蓝算法反演出光学气溶浓胶度AOD值。AOD值与空气污染程度呈线性相关。一种思路是用AOD的值来表征雾霾程度,遥感在雾霾检测中的应用,研究效果,还有一种思路是基于相关模型，通过AOD值来反演出空气污染物PM2.5和PM10的浓度。另一种思路是利用多光谱遥感影像，利用TC法和HOT对影像进行变换。,研究效果,1.TC变换后使植被生长状况的时间轨迹和土壤亮度轴相互垂直,通过变换使植被与土壤特征分离，从而排除了土壤背景值对植物光谱或植被指数的影响。Crist通过TC变换的3个特征值，对有雾霾影响的LandsatMSS数据作归一化处理，通过分析发现气溶胶散射量的变化会使MSS数据朝“黄度”方向有预期地转变。用空间滤波消除其他噪声的影响，发现“黄度”信息可以作为揭示大气雾霾污染程度的一个因子，雾霾程度越严重，MSS数据向“黄度”转变越多。,TC法和HOT法,研究效果,2.HOT法通过辐射传输模型模拟及LandsatTM数据分析，晴朗天气TM的蓝色波段与红色波段DN值（灰度值）高度相关。在蓝色与红色波段散点图上，任何地物的像元点均集中分布在一条直线上，该直线称为“晴空线”。雾霾天气时，随着雾霾的光学厚度增加，蓝色与红色波段的表观辐射值也发生变化，表现在蓝色与红色波段散点图上，灰霾天气像元点偏离晴空线，雾霾光学厚度越大，像元点的偏移量越大。HOT法就是计算像元点偏离晴空线的偏移量，定义为HOT=1*sin-3*cos。1为蓝色波段的DN值；3为红色波段的DN值；为晴空线的倾角。,结论,我们知道了雾霾的组成成分以及它对人类的危害，也知道了雾霾的形成原因。理解了遥感技术的基础。我们把遥感运用到雾霾的监测中：风云系列气象卫星等遥感设备实时监控雾霾，方便了对雾霾的治理，也通过移动端指导人们出行。了解到遥感监测雾霾的具体方法归根结底，对雾霾的检测是为了更好地治理雾霾，因此，做好环境的保护作用，是我们每个人的责任。我们都应该为了我们的大自