[发明专利]一种基于量化指标的PM2.5

说明书

本发明提供了一种基于量化指标的PM_2.5反演方法，包括如下步骤：S10数据采集及预处理；S20多源数据融合；S30构建PM_2.5的量化指标K；S40构建PM_2.5反演模型，以及S50通过所述PM_2.5反演模型获取最终的PM_2.5的浓度。本发明的一种基于量化指标的PM_2.5反演方法，将气象数据、卫星数据以及PM_2.5排放数据结合获得综合量化指标，通过量化指标构建PM_2.5反演模型，使用所述反演模型对反演PM_2.5的浓度，与现有技术相比大大降低了运行成本、提高了空间覆盖率及反演精度。

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，具体涉及一种基于量化指标的PM_2.5反演方法。

背景技术

地面PM_2.5浓度是空气污染监测的重要内容，针对PM_2.5观测，通常有两次种技术手段，第一为地面站点观测，该技术手段可以提供较为准确的PM_2.5观测值，但运行成本较高，空间覆盖有限；第二为基于卫星观测的反演技术，由于卫星观测通常具有较大的空间范围和重复连续观测的特点，因此利用卫星观测可提供长时间序列且空间覆盖很高的PM_2.5反演值。

针对第二种反演技术手段，通常使用卫星反演的一个气溶胶参数，即气溶胶光学厚度，该参数表征的是整个大气柱的消光能力。气溶胶光学厚度与近地面PM_2.5浓度一般呈现正相关关系，但是气溶胶光学厚度表征整个大气柱的气溶胶含量，而我们关注的PM_2.5浓度为近地面浓度，因此，气溶胶光学厚度与近地面PM_2.5浓度并没有严格物理意义上的对应关系，尽管有研究者利用卫星资料对气溶胶光学厚度进行订正，利用的卫星数据一般来自气溶胶激光雷达，但是该数据的空间覆盖非常有限，而且观测间隔比较久。

鉴于此，综合利用气象、排放和卫星数据，开发具有明确物理意义上的PM_2.5反演指标就具有重要的意义，在开发该指标时，具有两个技术难点：

(1)地面PM_2.5浓度同时受排放和大气自净能力的影响，如何构建一个新的指标进而定量表征这种影响(大气自净能力为在当前气象条件下，对污染物的消除能力)。

(2)在使用排放和大气自净能力数据时，其数据空间分辨率一般较为粗糙(比如空间尺度为50公里)，但是PM_2.5污染的空间尺度一般较为精细，尤其是在污染严重的时候，其空间尺度可能为5公里，因此，构建的新指标，尽管能定量表征排放和大气自净能力对PM_2.5的影响，但是空间代表性不足，可能并不能把握PM_2.5的空间变化，如何对新指标进行优化和调整，进而提升其空间代表性是本发明的另外一种技术难点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于量化指标的PM_2.5反演方法，将气象数据、卫星数据以及PM_2.5排放数据结合获得综合量化指标，通过量化指标构建PM_2.5反演模型，使用所述反演模型对反演PM_2.5的浓度，与现有技术相比大大降低了运行成本、提高了空间覆盖率及反演精度。

为了实现以上目的，本发明采取的一种技术方案是：