一种基于量化指标的PM2.5反演方法

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

背景技术

地面PM

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

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

(1)地面PM

(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

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

为了实现以上目的，本发明采取的一种技术方案是：

一种基于量化指标的PM

进一步地，所述PM

进一步地，所述气象数据的时间分辨率为1小时，所述气象数据的空间分辨率为0.25°×0.25°。

进一步地，所述气象数据包括低云量、总云量以及总降水量。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明的一种基于量化指标的PM

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其有益效果显而易见。

图1所示为本发明一实施例的基于量化指标的PM

图2所示为本发明一实施例的基于量化指标的PM

图3所示为本发明一实施例的25km*25km的格点对应新指标的空间范围；

图4所示为本发明一实施例的5km*5km的格点对应卫星气溶胶产品空间范围；

图5所示为本发明一实施例的基于AOD预测模型精度评价；

图6所示为本发明一实施例的基于量化指标预测模型精度评价。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供了一种基于量化指标的PM

所述S10中，所述空气污染地面站点PM

大气通风稀释及湿清除过程对大气污染物的清除能力，大气自净能力值越大，表示对空气污染物的清除程度越大。具体计算过程采用《大气自净能力等级》国家标准中规定的方法，计算所用到的参数包括低云量、总云量、总降水量、经纬度与时间。

所述S30中，如果只用PM

由于E

以中国2016年利用气象数据、卫星数据和排放数据，结合本申请专利的技术方法反演PM2.5浓度。

S10数据采集及预处理包括S11采集空气污染地面站点PM

省份城市城市编码站点站点编码经度纬度pm2_5pm2_5_24h pubtime；其中pm2_5为逐小时PM

表1.江苏省南京市各个台站信息

表2江苏省南京市1151A台站2016年1月1日白天的PM

S12采集卫星数据，所述卫星数据来自日本葵花静止卫星的观测产品，选取气溶胶产品(Level 3)，数据可从该卫星官网下载(ftp://ftp.ptree.jaxa.jp/)，数据空间覆盖整个东亚地区，空间分辨率为5公里，时间分辨率为1小时。具体使用的数据要素为气溶胶光学厚度，采用反演质量较高的数据。

S13采集气象数据，所述气象数据来自欧洲数值预报中心的再分析资料，数据可从该中心的官网下载(https://apps.ecmwf.int/datasets/data/interim-full-daily/levtype＝sfc/)，具体选取5个气象数据，分别为低云量、总云量、总降水量、10米风速-u变量(u10_day)、10米风速-v变量(v10_day)。这些数据的空间分辨率为0.25°×0.25°，时间分辨率为1小时。

S14采集PM

S15数据预处理

a).将排放数据平均为逐小时值。由于所述气象数据、所述排放数据以及所述卫星数据的时间分辨率均为小时，因此将月总排放数据平均值小时值。

b).卫星气溶胶光学厚度提取。从葵花卫星的三级气溶胶产品中，提取气溶胶光学厚度，在提取过程中，利用产品中的质控因子对数据进行质量控制。提取气溶胶光学厚度有两个目的：1)利用气溶胶光学厚度直接建立PM

S16计算大气自净能力

依据《大气自净能力等级》国家标准，并结合获取的气象数据，计算大气自净能力，具体计算方法和步骤参见该标准(

S20多源数据融合，将地面PM

表3.PM

S30

S40构建PM

S50通过所述PM

S60模型评价和比较。我们采用确定性系数(R2)和均方根误差(RMSE)来定量表征算法的反演精度，R2越大，表示算法反演精度越高，RMSE越大，表示算法反演精度越差。同时与常规的基于气溶胶光学厚度的反演模型进行对比。反演结果如图5～6所示，基于我们提出的新算法，其反演值的相关系数为0.97，均方根误差为1.6μg m

以上所述仅为本发明的示例性实施例，并非因此限制本发明专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。