一、平臺介紹

環(huán)境空氣質量對人類健康、經(jīng)濟發(fā)展嚴重影響。自2013年與2018年我國分別實施《大氣污染防治行動計劃》和《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》以來，歷時10余年完成了全國主要污染源的排查治理，空氣質量大幅提升，我國成為全球空氣質量改善速度最快的國家。為持續(xù)深入打好藍天保衛(wèi)戰(zhàn)，切實保障人民群眾身體健康，2023年11月30日國務院印發(fā)《空氣質量持續(xù)改善行動計劃》，以降低細顆粒物濃度為主線，大力推動氮氧化物和揮發(fā)性有機物減排，突出精準、科學、依法治污，加強源頭防控。現(xiàn)階段，污染源精準排查與監(jiān)測問題已成為大氣污染治理的首要問題。

衛(wèi)星遙感是大區(qū)域尺度空氣污染快速監(jiān)測的重要技術手段，具備監(jiān)測效率高、結果客觀真實、性價比高的優(yōu)勢特征，也是大氣污染靶區(qū)快速準確排查的重要手段，是現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測體系必要組成部分。2024年3月15日，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《關于加快建立現(xiàn)代化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系的實施意見》，指出目前我國立體監(jiān)測網(wǎng)絡還存在明顯短板，長期以來監(jiān)測體系更多依賴地面監(jiān)測站點，天、空監(jiān)測能力比較欠缺。明確提出加快衛(wèi)星、航空等遙感技術將融入監(jiān)測體系，健全天空地海一體化監(jiān)測網(wǎng)絡，補齊一體化監(jiān)測能力的短板，打造生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的“千里眼”。?

中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院遙感科學國家重點實驗室開創(chuàng)我國大氣環(huán)境衛(wèi)星遙感技術應用的先河，結合二十余年大氣環(huán)境衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術與經(jīng)驗，融合衛(wèi)星遙感、大氣模式及污染源大數(shù)據(jù)等技術，自主研制的大氣污染精準定位溯源平臺（簡稱“溯源平臺”），具備對全國、各省及市縣范圍大氣污染高效監(jiān)測與靶區(qū)動態(tài)溯源能力，可應用于大氣環(huán)境監(jiān)測與治理的相關科研與應用領域，服務于空氣質量的持續(xù)改善。

圖1 ?大氣污染精準定位溯源平臺主頁面

二、核心功能

溯源平臺專門面向我國新時期空氣質量持續(xù)改善所需要解決的污染源難以快速、準確鎖定問題而設計，優(yōu)勢功能如下：

1、主要大氣污染物區(qū)域空間分布監(jiān)測

對全國、省、市及區(qū)縣范圍大氣氣溶膠光學厚度、細顆粒物PM2.5、顆粒物PM10、二氧化硫SO2、二氧化氮NO2、臭氧O3、一氧化碳CO以及甲醛HCHO等參數(shù)濃度進行監(jiān)測：

（1）PM2.5和PM10日間逐小時監(jiān)測，空間分辨率為1km╳1km；

（2）二氧化硫SO2、二氧化氮NO2、臭氧O3、一氧化碳CO、甲醛HCHO等每日監(jiān)測1次、空間分辨率達3.5km╳7km;

（3）支持臭氧O3垂直廓線濃度觀測；

（4）當日可獲得全域范圍監(jiān)測結果;

（5）數(shù)據(jù)精度達國際先進水平、國內(nèi)領先水平。

圖2 ?部分大氣污染物監(jiān)測效果樣例圖

2、臭氧污染相關影響因素監(jiān)測

針對引起臭氧生成的氣溫、輻射等氣象因素，及天然BVOC的植物覆蓋等關鍵因素進行監(jiān)測：

（1）風速、風向監(jiān)測，空間分辨率達到5km╳5km；氣溫監(jiān)測，空間分辨率達到5km╳5km；

（2）空氣濕度監(jiān)測，空間分辨率達到5km╳5km；

（3）基于靜止衛(wèi)星的太陽輻射監(jiān)測，空間分辨率達到2km╳2km；

（4）植被覆蓋及植物排放揮發(fā)性有機物（BVOC）空間分布監(jiān)測，空間分辨率達1km╳1km。

圖3? 部分臭氧污染影響相關因素監(jiān)測效果樣例圖

3、污染熱點動態(tài)鎖定與高疑似污染企業(yè)解析

溯源平臺融合衛(wèi)星遙感與大氣數(shù)值源解析技術，追蹤污染演變過程，定量解析污染物來源。通過智能目標鎖定算法，可動態(tài)鎖定全國、省、市及區(qū)縣范圍內(nèi)細顆粒PM2.5及臭氧O3污染熱點區(qū)域位置。結合地面污染源排放特征，動態(tài)解析高疑似污染企業(yè)，提高污染源排查效率，實現(xiàn)污染源非現(xiàn)場遠程排查：

（1）可根據(jù)監(jiān)測需要，實現(xiàn)每日、周、月等動態(tài)排查；

（2）最小鎖定目標區(qū)域范圍達1km╳1km；

（3）可解析電力生產(chǎn)、化石燃燒源、工藝過程源等四十余種重點污染源企業(yè)。

圖4? 污染熱點動態(tài)監(jiān)測與污染企業(yè)解析樣例圖

4、秸稈焚燒監(jiān)測

秸稈焚燒是空氣污染的重要污染源之一，溯源平臺對全國、省、市及區(qū)縣范圍進行實時監(jiān)測預警、測算過火面積及評估對空氣質量影響：

（1）秸稈火點可實現(xiàn)日夜每10min監(jiān)測1次；

（2）實時獲取火點位置、溫度及輻射能量等信息，誤判率不高于5%，支持現(xiàn)場管控；

（3）準確定位過火區(qū)域，自動測算過火面積；

（4）支持對未來5天秸稈焚燒適宜性預報；

（5）定量評估秸稈焚燒對空氣質量影響。

圖5? 2024年4月6日東北地區(qū)秸稈焚燒火點監(jiān)測

5、沙塵監(jiān)測

沙塵雖然不是人為污染物，但其嚴重影響空氣質量，近幾年呈現(xiàn)高發(fā)狀態(tài)，溯源平臺可動態(tài)捕捉沙塵空間分布：

（1）支持對沙塵空間分布及強度的準確監(jiān)測，空間分辨率為2km╳2km；

（2）支持沙塵晝夜連續(xù)監(jiān)測，時間分辨率為10min一次，有效捕獲沙塵完整擴散過程；

（3）支持沙塵過境影響范圍、面積及時間準確核算。

（4）支持沙塵擴散趨勢短臨預報。

圖6? 2024年3月28日華北地區(qū)沙塵空間分布監(jiān)測

6、揚塵源精準監(jiān)測

揚塵源是各城市建成區(qū)顆粒物污染的重要來源之一，溯源平臺可精確識別揚塵源：

（1）根據(jù)需要，實現(xiàn)揚塵源每月、季度以及年等不同頻率監(jiān)測；

（2）可識別揚塵源最小面積不大于100 m2；

（3）可識別揚塵源位置、范圍、苫蓋以及顆粒物排放等狀況。

圖7 ?揚塵源監(jiān)測樣例

7、空氣質量治理效果評估

溯源平臺通過對監(jiān)測區(qū)域治理前后的污染物濃度變化，進行污染治理效果客觀評估。

三、應用情況

溯源平臺的關鍵技術自2008年開始在全國范圍內(nèi)開始研究與示范應用，支持生態(tài)環(huán)境部、北京、深圳、廣東、廣西、浙江、江蘇、青海、四川、內(nèi)蒙、湖北、河北、河南、山西、黑龍江、遼寧、吉林、鄭州等多個省市級生態(tài)環(huán)境部門大氣環(huán)境業(yè)務監(jiān)測能力構建工作。

先后服務于2008年北京第二十九屆奧運會、2014年南京第二屆青奧會、2016年G20杭州峰會、2017年廈門金磚峰會、2018年上合青島峰會、2022年北京冬奧會、2023年杭州第十九屆亞運會、2023年成都第三十一屆大運會以及多屆上海進博會等國家重大賽事活動的空氣質量保障工作。

四、獲獎榮譽

溯源平臺關鍵技術曾獲得國家科技進步二等獎2次，獲得省級及行業(yè)級科技進步一等獎3次。

溯源關鍵技術支撐的四川省“空天地”一體化大氣污染監(jiān)測溯源技術體系于2024年3月入選生態(tài)環(huán)境部在全國范圍評選出的12例生態(tài)環(huán)境智慧監(jiān)測優(yōu)秀案例，是大氣環(huán)境遙感領域唯一入選案例。

五、如需了解更多信息，可聯(lián)系陶老師，電話010-64889545，郵箱：taojh@aircas.ac.cn

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網(wǎng)址: 基于衛(wèi)星的大氣污染精準定位溯源平臺 http://www.u1s5d6.cn/newsview114350.html