利用MODIS遥感大气气溶胶及气溶胶产品的应用

介绍了利用EOS卫星上MODIS传感器遥感大气气溶胶光学厚度(AOD)的技术,总结了作者利用MODIS资料进行的研究工作,包括利用太阳光度计的地面观测进行MODIS 10 km分辨率Level 2气溶胶产品的校验、利用该产品分析我国陆地上空气溶胶光学厚度分布特征、1 km高分辨率气溶胶光学厚度反演、气溶胶光学厚度产品应用于大气污染的分析等.证实MODIS遥感手段获取气溶胶分布,不仅为全球和区域气候变化研究提供了基础数据,而且也为区域环境大气污染的研究提供了新工具.     

基于MODIS影像江西省气溶胶时空分布变化遥感分析

使用2000—2018年的MODIS MOD04_3K气溶胶标准产品对江西省气溶胶光学厚度(AOD)进行提取.通过合成年均值、月均值和季均值AOD数据,分析550 nm处气溶胶光学厚度的时空变化特征.结果表明:2006年与2014年为两个波峰,南昌市、宜春市等人为活动频繁的中北部地区AOD值偏高,省边缘及南部AOD值较...     

MODIS气溶胶光学厚度与青岛市市南区空气污染指数的回归分析

以青岛市市南区中国海洋大学鱼山校区为研究区域,利用MODIS二级产品的大气气溶胶光学厚度(aerosol optical thickness,AOT)数据、天空辐射计反演得到的AOT数据以及地面测量的空气污染指数(air pollution index,API)数据,利用统计回归分析方法,建立AOT与API之间的数学模型,考虑了湿度因子对API的影响及校正,并分季节进行了分析.在此基础上,探讨利用卫星遥感气溶胶光学厚度进行大气污染监测的可行性.     

武汉地区黑碳气溶胶气流输送轨迹的垂向变化分析

运用HYSPLIT多受点前向轨迹模型、潜在源贡献因子分析、WRF-CMAQ模式等方法,基于2015年6月至2016年5月的黑碳实测数据,对不同气团背景下武汉地区16个垂直高度层积聚黑碳气溶胶浓度的潜在源区进行定性分析.研究结果表明：武汉地区黑碳气溶胶的质量浓度表现为冬季高、夏季低,秋、春季节波动较为剧烈;在垂直方向16个高度层上,河南、安徽、江西、湖南是武汉黑碳质量浓度较高值分布最集中的地方,各个不同的高度层范围内都存在影响武汉黑碳质量浓度的潜在源区;需要注意的是,在距地面高度300、900、2 000、5 600、7 600 m上,黑碳质量浓度值主要分布在低值水平范围内,并且在空间分布上比较分散;说明在这几个高度层上,武汉地区污染物的潜在源区不明显,各源区对污染物的贡献率较低.     

兰州地区MODIS气溶胶光学厚度和空气污染指数相关性研究

利用2009年1 12月兰州地区的MODIS气溶胶光学厚度产品与全球自动观测网(AERONET)SACOL站(104.08 E,35.57 N)数据进行对比分析,相关系数达到0.82,线性拟合的斜率为1.13,截距为0.07,表明MODIS AOD能反映兰州地区气溶胶分布的信息.利用MODIS AOD产品与兰州市空气污染指数做相关分析,二者的相关程度较低.在进行湿度影响因子、气溶胶标高订正后,二者相关性有了较为显著的提高,说明MODIS AOD产品可应用于监测兰州地区大气污染情况.     

北京市MODIS气溶胶光学厚度和PM2.5浓度的时空差异及其相关性研究

利用NASA MODIS数据反演北京市气溶胶光学厚度,探讨与北京市12个环境污染监测站点PM2.5质量浓度的时空差异及其相关性。结果显示,AOT与PM2.5均有明显的时空分布特征;二者的日均值具有相反的季节性变化特征(AOT夏季日均值高于冬季,PM2.5浓度日均值相反);日均值空间分布围绕城区向远郊区递减;二者的相关性对季节变化敏感,夏季相关性较好,冬季相关性较差。且郊区相关性明显优于城区。因此,卫星气溶胶数据可以反映PM2.5的分布,弥补地面监测站点的不足。     

京津冀气溶胶时空变化特征及潜在来源分析

针对京津冀日益恶化的环境问题,采用Terra-MODIS C6.1 MOD04_L2 气溶胶光学厚度(AOD)产品对京津冀地区2011-2020年AOD时空变化特征进行探究,基于 HYSPLIT模型得到京津冀地区3个主要城市的四季主要气流输送轨迹,并结合空气质量指数(AQI)数据和潜在源贡献因子法(PSCF)分析石家庄市不同季节的污染物潜在源区。结果表明：京津冀地区多年AOD空间分布大体呈东南高西北低的特征;10a间AOD总体呈“w型”下降,峰值和谷值出现在2011年(0.49)和2017年(0.33);AOD四季均值由高至低依次为：夏(0.53)>春(0.39)>冬(0.36)>秋(0.32);AOD月变化呈“双峰”型,峰值出现在2月(0.48)和7月(0.59);北京市、天津市和石家庄市四季主要受到短距离气团输送的影响;统计AQI优良率可知京津冀3个主要城市中石家庄市空气质量最差,通过PSCF分析得出影响石家庄市AQI值的潜在源区主要分布在石家庄市本地及周边省市。     

卫星遥感监测全球大气气溶胶光学厚度变化

 全球大气气溶胶类型和含量变化与气候变化和大气环境污染密切相关,是气象学、环境学和医学研究关注的热点问题。为认识全球气溶胶分布基本特征,发现和跟踪全球气溶胶显著变化地区,本文利用美国NASA 发布的C6 版MODIS气溶胶光学厚度产品分析全球大气气溶胶光学厚度时空年变化特征及其影响因素;分析气溶胶光学厚度分布与中国霾区的关系,提出霾区治理的气溶胶光学厚度年平均值参考标准。分析2003-2014 年卫星监测的气溶胶光学厚度(AOD)空间分布特征显示,全球气溶胶光学厚度稳定高值区位于亚洲东部及其邻近太平洋海区、印度半岛及其邻近印度洋海区、非洲北部和中部及其邻近大西洋海区;重点变化关注区为俄罗斯西伯利亚东部增量区和南美洲亚马逊平原热带雨林减量区。气溶胶光学厚度高值地区的形成与沙尘暴、火山喷发、生物质燃烧、工业排放等自然源,以及工业污染物排放、交通运输、秸秆焚烧等人类活动造成的人为源气溶胶排放直接相关,并受气象因素和山脉等地形阻挡因素影响,这些因素的稳定性与季节变化最终形成全球气溶胶的时空分布特征。中国东部气溶胶光学厚度年平均值大于0.5 的区域为主要霾天气区,其中华北南部、黄淮、江淮、江汉地区和四川盆地为全球气溶胶光学厚度极端高值区,年平均极端高值达到0.8~1.0,为霾天气常态化发生区;通过全球气溶胶光学厚度量值分析认为,气溶胶光学厚度年平均值0.5 可作为中国大气环境最大承载量,中国东部地区高于此值的区域为主要大气污染控制区,大范围工业生产污染物减排可带来整体环境改善,通过工业结构调整有望降低的气溶胶污染中位比率为33%,平均比率为26.5%。     

基于MODIS影像的成都地区气溶胶光学厚度反演

成都经济的高速发展导致空气污染,大气污染已经严重威胁人类健康,对其进行调查和监测是有效治理大气污染问题的基础。气溶胶反映了大气层中颗粒物含量的多少或空气污染程度,所以精确探测气溶胶光学厚度具有重要意义。利用遥感技术可以进行重复周期性监测气溶胶光学厚度,覆盖面大,节省人力物力。以MODIS影像为基础数据,利用6S大气传输模式建立查找表,在ENVI软件中完成成都市气溶胶光学厚度的反演,以此达到成都大气监测的目的。     

Analysis of variation trends and causes of aerosol optical depth in Shaanxi Province using MODIS data

The temporal and spatial variations and causes of aerosol optical depth （AOD） in Shaanxi Province were investigated based on the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer （MODIS） derived aerosol data for the period of March 2000-February 2012. The results showed that the distribution of aerosol was largely affected by topography and local economic activities. Heavy aero- sol loading and increasing tendency in AOD was observed in Guanzhong, Hanzhong and Ankang basin, while a reverse tendency was revealed in most other regions. The spatial distribution of aerosol Angstrom wavelength exponent was predominantly related to vegetation coverage in Shaanxi. Airborne dust from ground is an important source of coarse mode aerosols. Vegetation im- provement indicated by an increase in normalized difference vegetation index （NDVI） and a reduction in dust weather led to a gradual decrease in coarse mode AOD to the north of Qinling Mountains in Shaanxi, while anthropogenic activities led to an in- crease in fine mode AOD in other areas except those covered by forests. The main aerosol type gradually shifted to the urban industrial type in Shaanxi.     

辽宁省耕地利用的时空演变特征分析及对策

采用耕地核密度、动态度及影响机制等模型对1990—2020年辽宁省耕地空间分布演化与影响机制进行了探讨.结果表明:辽宁省耕地集聚特征显著,整体呈现"西北密东南疏"的空间分布格局,变化范围为0～10.17 hm²/km².耕地变化的相对指数由1990年的西部、东部地区高逐渐到2020年的中部地区高,20世纪90年代耕地年均增加1.88×10⁴ hm²,而21世纪后年均减少2.72×10⁴ hm².沈阳、大连及鞍山等耕地面积减少,而盘锦、铁岭等耕地面积增加.自然因素是耕地利用的先决条件,但是社会经济及地区政策发挥着重要的作用.其中干旱化加剧及农业人口减少导致耕地面积减少了3.576×10⁵ hm²,而随着社会发展,地均产值增长了302%,社会固定投资增长了9.4倍.建议政府鼓励耕地多元化种植,建立耕地流转机制,加强新农村建设,鼓励青年劳动力回乡发展科技农业.     

广东省室内空气污染现状及特征分析

 为了解室内空气污染现状,依据《室内空气质量国家标准》（GB / T 18883－2002）,对广东省具有代表性的427个单位的室内空气进行了采样分析。结果表明各项目平均浓度为：甲醛0.15 mg/m³,苯、甲苯、二甲苯、TVOC分别为32.09、227.79、134.72和769.66 μg/m³,氡为74.38 Bq/m³,氨为0.10 mg/m³,超标率分别为43.83%、335%、31.51%、19.18%、43.59%、0.57%、0。因此,认为广东室内空气污染以有机物污染为主,VOCs污染严重且组成复杂,二甲苯与其他苯系物之间的相关性系数达到0.60以上,较苯与其他苯系物之间的相关系数（<0.30）大。     

基于县域单元的山东省农民人均纯收入时空演变分析

基于山东省农民人均纯收入的统计数据,将2000年以来山东省农民人均纯收入划分为三个阶段,通过计算基尼系数、空间自相关分析探索各阶段的时空分异特征.研究表明山东省各县市区农民人均纯收入呈现空间正相关,并且表现出东部沿海地区"高-高"集聚,鲁西地区"低-低"集聚的空间分布格局.最后,针对提高山东省农民人均纯收入,从思想观念、收入来源以及政策等方面提出了相关建议.     

Characteristics of distribution and seasonal variation of aerosol optical depth in eastern China with MODIS products

The accuracy of MODIS aerosol products from the NASA Terra Satellite is validated in comparison with the results of sun-photometer observations in Beijing and Hong Kong. By analyzing the MODIS aerosol products within the period of August 2000 to April 2003, it is believed that human activities are the main source of aerosols in the eastern part of China. This is based on the facts that all areas with relatively high values are consistent with regions of dense population and fast economic development, such as the North China Plain, the Sichuan Basin and the Pearl River Delta. It is also supported by the distribution of 舗gstr鰉 exponents showing that most aerosols in the eastern part of China are closely related to human activities, excepting the strong sandstorm episodes occurring in spring, fall and winter. In contrast to developed countries, the 舗gstr鰉 exponent of urban area in China is lower than its surroundings, indicating that the contribution of local floating dust and soot attributed to human activities is significant. Results presented in this paper provide important data for further research on climatic change and environmental study.     

粤西地区专业镇形成机制及空间演化模式研究

专业镇作为区域性的特色经济形态,在广东省已经发展形成一定规模,并成为粤西地区重要的经济支柱.借助GIS空间分析方法和运用陆大道的"点—轴渐进式扩散理论"及弗里德曼"区域演化理论",运用空间要素的集聚和扩散分析方法,对粤西地区专业镇空间演化过程进行梳理,将其发展过程分为萌芽初期、发展早期、扩散中期和板块发展4个阶段,研究其形成机制及其空间演化模式.研究结果表明,粤西地区专业镇发展在空间上主要借助优越的地理区位条件和交通条件得到大力发展,专业镇的产生从萌芽初期呈现的"一字形"或"十字形"分布,逐渐形成口字形或交叉形的演化模式,并在发展过程中,最终形成板块发展的模式,呈现向外扩张和向中心集中两种趋势.     

广东产业结构与就业结构的关系分析

分析了发达国家产业结构与就业结构的关系,并探讨了广东产业结构和就业     

广东省小风气象特征分析

用2006年广东省460个地面自动气象站的逐时气象资料,分析该地区的小风气象特征.将全省划分为西南、粤北、粤东和中部地区,分析各区小风状态的日、月变化和持续性特征,统计小风结果对污染输送轨迹的影响.结果表明:1)广东全省小风发生频率约为50％,粤北山区最高,粤东地区最低;2)4个地区日变化规律相似,白天小风频率随着时间推移不断减小,下午达到最低值,随后不断增加,午夜至清晨时段保持较高值;3)4个地区月际变化趋势并不显著,相对而言,西南地区秋冬季节小风频率偏高,呈现一定月变化趋势;4)广东全省总体小风状况持续性较差,粤北山区较高,粤东地区最差;5)区域小风和小风长时间持续是造成局地和区域性污染的重要原因.     

安徽省油菜种植面积MODIS数据分析

以安徽省为研究区,选取MODIS数据为数据源,首先基于2011年到2018年的16 d合成MODIS归一化差值植被指数产品,利用ENVI软件提取油菜种植面积。然后结合谷歌影像,通过目视解译和NDVI数据提取安徽省多时相油菜种植面积,在此基础上对MODIS-NDVI数据提取油菜种植面积的结果进行验证,并分析了其时空变化。与统计监测数据相比,利用MODIS数据提取油菜面积精度可达84.5%。通过实践和验证,利用MODIS-NDVI数据提取安徽省油菜种植面积具有一定的可行性和可靠性。研究成果可为政府部门掌握农作物生产和农业发展情况提供基础数据,也可为其他省份研究油菜种植面积提取提供参考和借鉴。     

广东省机-非交通事故时空特征与严重程度分析

为探究广东省机-非交通事故的时空特征和事故严重程度影响因素,对2011～2017年广东省发生的机-非交通事故进行统计分析;并选取2017年发生的3 337起事故,以事故严重程度为因变量,道路线形、照明条件和路面状况等12个道路环境因素为候选自变量构建Logistic模型。结果表明:广东省机-非交通事故数量和死伤人数整体呈上升态势。冬季事故伤亡情况最严重,且高峰期容易出现事故,但夜间事故致死率高。珠三角地区的事故数量和死伤人数比例最高,而东翼地区的事故致死率最高;非城市道路事故情况比城市道路严重。事故严重程度与道路线形、路口路段类型、横断面位置、地形、时段、能见度和照明条件等7个因素显著相关。研究结论可为降低机-非交通事故的危害性提供参考依据。