河南省大气污染防治绩效分析
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摘要：本文从MODIS数据的气溶胶光学厚度反演为理论出发，以河南省近期某一时段下的大气质量为研究对象，论证了反演手段与地面实测数据的契合性和大气遥感监测在大范围时空区域内的优越性和不可替代性;同时结合地面实测数据对河南省AOD空气质量监测做了研究分析，探讨了大气污染专项防治专项的绩效成果并对其影响因素做了进一步分析。在环境问题日益迫切和国民环保意识越发迫切的当下，大气遥感监测势必将会在环保领域发挥更大的作用。
关键词：大气污染;防治;绩效分析
中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）01-00-01
Abstract：This study starts from the aerosol optical thickness inversion of MODIS data，and takes the air quality in a certain period of time in He’nan Province as the research object.It demonstrates the compatibility between the inversion method and the ground measured data and the atmospheric remote sensing monitoring.The superiority and irreplaceability in a wide range of space-time regions;combined with the ground measured data，the AOD air quality monitoring in He’nan Province was studied and analyzed，and the performance results of special air pollution prevention and control projects were discussed and further analyzed.At a time when environmental issues are becoming more urgent and national environmental awareness is becoming more urgent，atmospheric remote sensing monitoring is bound to play a greater role in the field of environmental protection.
Key words：Air pollution;Prevention;Performance analysis
近年來在我国经济快速发展、持续加快的城市化和现代化进程影响下，空气污染的程度和范围不断加深和扩大。目前我国的空气污染防治工作情况不容乐观。据生态环境部《2017年中国生态环境状况公报》显示：全国338个地级以上城市有70%的城市空气质量超标（即空气质量指数AQI>100），有48个城市重度及以上污染天数超过20天，这些城市主要分布在河北、河南等12个人口分布较为密集的省份（少部分城市受沙尘影响）。本文以当今比较受关注的大气污染防治问题为研究对象，选取河南省作为研究区域，从大气污染遥感监测的角度出发，借鉴国内外相关领域内现阶段的主流研究趋势，剖析大气遥感和传统空气质量监测手段之间存在的联系，发挥遥感手段大范围、高时相的优势，论证遥感手段监测大气环境的可行性。
1 数据基础
MODIS传感器提供了在可见光、近红外和红外共36个通道的全球观测，扫描宽度2330km，仪器视场55?，波谱涵盖0.4～14μm的范围，包括紫外、可见、近红外、红外等通道。光谱分辨率为10～35nm;辐射分辨率较高，量化等级为2048;这些分辨率特征为反演气溶胶和地表特征提供了丰富的信息。
2 技术路线
本研究遵循以下技术路线：第一步，先对数据做辐射校正，接下来对发射率文件做几何校正并保留GCP控制点，再按同样的步骤对发射率文件做几何校正并裁剪，之后做云检测处理;第二步，打开角度数据集并做空间重采样，利用第一步生成的控制点对角度数据进行几何校正，然后做波段合成和研究区范围裁剪;第三步，利用云检测结果、查找表（LUT）和角度数据及处理结果做AOD反演，制作空气质量遥感监测成果图;第四步，将AOD反演结果比照同一时相下的地面空气质量监测（AQI）结果，之后通过线性回归分析，得出河南省冬季空气质量遥感监测模型，并对反演模型作讨论分析。
3 AOD反演结果分析
利用ENVI软件的Modis Aerosol Inversion 扩展工具，结合上述技术路线，采用NASA官网提供的MODIS L1B 1KM数据，时相为2019年1月16日3时40分。空间分辨率为1km，南部信阳地区和零星城市区域由于云层覆盖遮挡，所以在做云检测时，已被归为零值，这些区域不参加反演分析。最后结合云检测和查找表（LUT）反演气溶胶光学厚度，结果如下图所示。
上图为AOD光学气溶胶厚度反演后的分类处理结果，数值分布从0.0001到3不等。图中从冷色调（蓝绿）到暖色调（橙红）的渐变代表AOD数值的增大。其中南阳市东北部小部分地区和信阳市东部大部分县市由于受较厚云层影响，在做云检测处理时已被视作干扰数据而剔除，故上述区域不在本次反演结果表示范围之内。由1月16日上午3时时相下的反演结果可以观察得知，当日河南省的区域空气质量表现为西部、北部山区和东部平原地区要优于中部和南部地区，这也基本上与当日河南省生态环境厅公布的空气质量（AQI）日报数据相吻合;另一方面，光学气溶胶厚度较大值都无一例外的出现在在各市、县等人口密集区域，在地图上表现为一个个的AOD“孤岛”，可以初步得出城镇化等人类活动是造成雾霾天气的主要原因。 4 河南省空气质量遥感监测模型
结合基于MODIS数据反演的光学气溶胶厚度（AOD）和生态环境厅公布的即时空气质量数据（AQI）进行回归分析，探讨适用于河南省空气质量监测的遥感反演模型。其中AOD数据采用各主要城市空气质量监测分布站点所在地理位置（参考河南省生态环境厅空气质量监测分布地图系统提供数据）的像元值作为分析参考数据。
由上述分析可以基本建立基于MODIS数据的光学气溶胶厚度（AOD）和空气质量指数（AQI）的关系模型为y=19.137x+80.134。由此可以建立遥感技术用于反演分析全省实时空气质量状况的反演分析模型，利用遥感数据处理软件ENVI中的波段运算功能，对图1的AOD处理结果结合上述关系模型逐像元做关系运算，可以进一步得到适用于全省范围的空气质量指数分布结果。从而发挥遥感手段在大时空面状范围区域内（相对于地面空气质量监测站点状数据来源分布）进行监测的优势，监测结果可为后续环境质量绩效分析提供数据支撑。
参考文献
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收稿日期：2019-12-15
作者简介：郭鼎（1987-），男，汉族，硕士，助教，研究方向为测绘地理信息行业研究。
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