PM2.5监测方法

PM2.5监测方法

PM2.5是空气中直径小于等于2.5微米的可吸入颗粒物。由于这种细小颗粒物能够渗入人体肺部组织和血液，带来哮喘、癌症、心血管疾病等健康隐患。但遥感集市上的影像数据可以以其时效性高、覆盖面广、分辨率高等优势使得快速大面积监测气溶胶情况成为可能。

一、背景

PM2.5是空气中直径小于等于2.5微米的可吸入颗粒物。由于这种细小颗粒物能够渗入人体肺部组织和血液，带来哮喘、癌症、心血管疾病等健康隐患。气溶胶颗粒的增加是近年来城市及郊区频现“灰霾”天气的一个重要原因。2012年全国增加了很多监测PM2.5站点，但遥感集市上的影像数据可以以其时效性高、覆盖面广、分辨率高等优势使得快速大面积监测气溶胶情况成为可能。

那么，如何利用卫星数据对PM2.5污染进行监测呢？简单说来，就是利用卫星搭载设备对气溶胶光学厚度（AOD）进行测定。气溶胶粒子通过吸收散射能够对光线产生消减作用。利用其这一特点就可以对颗粒污染物的地面指标进行监测。

目前有些研究发现，AOD与地面监测指标之间存在着一定的数学关系，并为此建立了相应的数学模型。当然，用大气垂直气柱内的气溶胶光学厚度来表征地表污染程度是一个很复杂的过程，这取决于气溶胶的垂直结构、组成、粒径、分布、水含量等多种因素。所以，地域差异和气候差异都会对PM2.5的测定造成影响。

以MODIS数据为例，MODIS是先进的多光谱遥感传感器，具有36个观测通道，覆盖了当前主要遥感卫星的主要观测数据。利用反演得到的气溶胶光学厚度空间分布数据结合PM2.5实测数据建立相关模型，即可实现PM2.5的遥感监测。

二、数据和算法介绍：

1、MODIS数据是采用的MODISL1B1KM数据。应严格按照说明进行操作，例如数据是1km的，数据的合成是反射率在上，发射率在下等。

2、在ENVI5.0下做气溶胶反演，具体包括MODIS影像（HDF）的辐射校正、几何校正、云检测、气溶胶反演。

3、气溶胶反演算法采用经典的暗像元法（DDV）也叫浓密植被法，因此对于冬季反演的气溶胶效果不好，对于3-9月期间，效果将检验符合实际情况。

4、气溶胶反演的查找表是利用IDL调用6S辐射模型得到的，采用的是一般的参数，因此3-9月期间都可以用这一个查找表进行气溶胶反演，也可以自己制定查找表。