[发明专利]一种基于遥感尺度的城市氮磷面源污染评估方法

说明书

本发明提供一种基于遥感尺度的城市氮磷面源污染评估方法，特别地，涉及一种遥感像元尺度、高空间分辨率并且数据得以简化的城市面源污染评估方法。本发明的城市面源污染评估方法，包括以下步骤：S1：构建典型城市氮磷面源污染相关的下垫面空间数据；S2：结合已有城市面源污染数据库和降水径流实测数据选取累积、冲刷参数，完成模型本地化；S3：依据S1中空间数据库将S2中参数进行空间离散，完成城市TN、TP面源污染负荷遥感像元尺度的估算。本发明可以在现有城市面源污染监测数据基础上，基于遥感数据获取高空间分辨率城市面源污染空间分布特征和负荷特征，对城市水环境管理提供有效的污染评估手段和重要的技术支持。

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，特别涉及一种空间连续的城市面源污染评估方法，尤其涉及一种基于遥感尺度的城市氮磷面源污染评估方法。

背景技术

长期以来，我国面临着严重的工业废水和城市污水的污染问题，防治任务艰巨，主要工作放在了这些点源污染的控制，对于面源污染，工作重点主要是针对农业面源污染问题，对于城市面源污染尚未给予足够的重视。美国、英国、荷兰等发达国家在20世纪70年代就已对城市地表径流开展了大量的监测及研究工作，我国城市面源污染的研究起步较晚，开始于20世纪80年代初。从北京开始，随后在上海、广州、西安、武汉、澳门、珠海、苏州等大中城市也逐渐开展起来。

我国当前大量研究还主要集中在调查城区面源污染的宏观性质、分析影响城市面源污染的因素、降水径流水质的评价和借鉴国外模型的污染过程分析研究。虽然城市面源污染估算更多地是建立在降水过程监测分析的基础上，但是最为有效、直接的方法仍然是建立数学模型，即在空间和时间序列上对城市面源污染的产生进行数学模拟分析，从而对研究区域内发生的复杂的降水径流污染过程作定量描述。目前，城市面源污染模型主要可概括为两大类：统计经验性模型和机理性模型。统计经验性模型主要有污染物浓度法、降雨-径流污染负荷模型、累积-冲刷模型等；机理性模型中影响较大、应用较广的包括暴雨洪水管理模型(Storm Water Management Model，SWMM)、城市地表径流数学模型(StorageTreatment Overflow Runoff Model,STORM)、水文模拟程序(Hydrologic simulationprogram-fortran，HSPF)、分布式降雨-径流模型(Distributed routing rainfall-runoffmodel，DR3M-QUAL)等。

这些模型在我国的应用程度较高，但存在一些问题，其中一个主要的问题就是应用尺度的问题，当前的应用以区域小尺度为主，基本无法将整个城区这样的大尺度作为研究对象，实现污染负荷的空间尺度连续性模拟。也就是说，城市面源污染是要定量估算一定时段内城市面源污染负荷量，最基本的方法是监测、分析不同下垫面所有降水过程的径流水质特征，但受客观条件限制，是不可能同时监测所有下垫面的。而自80年代以来，遥感(RS,Remote Sensing)与地理信息系统(GIS,Geographic Information System)技术在面源研究领域的应用，在相当程度上解决了空间连续估算问题，大大推进了城市面源污染估算的进程。

目前，我国污染管理部门还没有实现城市氮磷面源污染评估的技术方法，结合当前的形势，非常需要结合遥感空间信息获取和分析技术优势，探索一套高空间分辨率、实现空间连续估算的城市面源污染估算方法体系。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术的不足提供一种基于遥感尺度的城市面源污染评估方法，能够在数据和资料有限的情况下，高效、精确地实现我国整个城区的大尺度氮磷面源污染空间连续性估算，进而可以实现城市群同步估算，并且能够实现以往无法实现的高空间分辨率。

(二)技术方案