一种城市交通颗粒物排放量的估算方法技术

本发明专利技术涉及一种城市交通颗粒物排放量的估算方法，其包括以下步骤：卫星影像选择与处理、遥感解译城市路网、测定城市道路的尘负荷系数、模拟计算交通颗粒物排放因子及测算交通颗粒物排放量。本发明专利技术的有益效果为：本发明专利技术实现了遥感技术与地面实地监测、模拟分析技术有效结合；遥感技术能够快速、精准地获取不同时空尺度的城市交通路网特征，可以弥补地面定点监测无法反映路网颗粒物排放量总体情况的不足。利用遥感的现势性高、范围广、客观性强等诸多优点，与地面实地监测、模拟分析技术相结合，针对交通颗粒物，实现对城市交通颗粒物排放量的估算，能够为大气污染排放总量控制提供第一手资料。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，其包括以下步骤：卫星影像选择与处理、遥感解译城市路网、测定城市道路的尘负荷系数、模拟计算交通颗粒物排放因子及测算交通颗粒物排放量。本专利技术的有益效果为：本专利技术实现了遥感技术与地面实地监测、模拟分析技术有效结合；遥感技术能够快速、精准地获取不同时空尺度的城市交通路网特征，可以弥补地面定点监测无法反映路网颗粒物排放量总体情况的不足。利用遥感的现势性高、范围广、客观性强等诸多优点，与地面实地监测、模拟分析技术相结合，针对交通颗粒物，实现对城市交通颗粒物排放量的估算，能够为大气污染排放总量控制提供第一手资料。【专利说明】
本专利技术属于大气环境监测领域，具体涉及一种城市交通颗粒物排放量的估算方 法。
技术介绍
据2014年4月北京市环境保护局公布的PM2.5来源解析最新成果显示，北京市全 年PM 2.5来源中，本地来源贡献率64% -72%，而机动车排放PM2.5占本地来源的31. 1%。城 市交通排放是城市大气颗粒物主要来源之一。从全国范围看，近年来，各大型城市的城区不 断扩张，道路快速延伸，机动车保有量持续大幅增加，同样加剧了大气重污染程度。实行交 通污染排放总量控制是城市大气环境管理的重要途径之一，而说清交通污染排放规律是进 行交通污染排放总量控制的重要环节。 现阶段，随着现场监测技术逐渐成熟，环境监管部门实现了对典型路段的污染浓 度监测、排放强度估算和化学成分分析。这些工作能够较准确地评估指定路段的交通颗粒 物污染排放特征。但是，城市交通系统本身具有复杂性和多变性，如不同等级道路时空分布 的高度异质性、不同等级道路交通流量的差异及变化等，只应用定点监测的方法难以在空 间大尺度上准确、定量地评估城市交通颗粒物总体排放量。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术利用卫星遥感弥补地面监测的不足， 为了达到提高城市交通颗粒物排放量的估算精度的目的，提供了一种城市交通颗粒物排放 量的估算方法。 本专利技术所采用的技术方案为： -种城市交通颗粒物排放量的估算方法，其包括以下步骤： 1)遥感数据选择与处理：获取城市路网的卫星影像，并对卫星影像进行几何精校 正； 2)遥感解译城市路网：对所述城市路网的卫星影像进行遥感解译，获取城市路网 的矢量数据，根据城市路网的矢量数据测算获得城市路网的面积和长度数据；遥感解译可 以选用任何的解译方法，只要能够确保解译精度中生产比例尺应高于1 : 5000,检查比例 尺满足1 : 10000条件下没有明显差错即可。 3)测定城市道路的尘负荷系数：根据城市路网的矢量数据，在所述城市路网不同 等级道路上设置若干个现场监测点，进行实地监测，测定公路的尘负荷系数以及日平均小 时车流量； 4)模拟计算交通颗粒物排放因子：根据测定的尘负荷系数，通过模型计算交通颗 粒物排放因子值； 5)计算交通颗粒物排放量： 根据公式（1)计算待测区域内的路面尘负荷量： 路面尘负荷量=尘负荷系数X道路面积 （1) 根据公式（2)计算待测区域内的交通颗粒物日排放量： 交通颗粒物日排放量=交通颗粒物排放因子X道路长度X日平均小时车流 量X 24小时（2)。 进一步，步骤1)中所述卫星影像为影像空间分辨率不大于2mX 2m的高分辨率卫 星影像。 进一步，所述卫星影像由卫星遥感获取。由卫星获取后的卫星影像可以直接由互 联网免费取得，也可以通过购买得到。此外除了通过卫星获取，还可以通过飞机进行航拍得 到卫星影像。 进一步，所述卫星为QucikBird卫星。 进一步，步骤1)中所述几何精校正需满足的精度条件为多光谱数据精度纠正误 差不超过0. 5个像元，全色数据精度纠正误差在1个像元以内；同时保证进行融合处理的多 光谱和全色影像数据相互匹配误差不超过1个像元。 进一步，所述城市路网包括城市道路和公路；所述城市道路的等级包括快速路、主 干路、次干路、支路、城市道路立交桥；所述公路的等级包括高速公路、一级公路、二级公路、 三级公路、四级公路及公路立交桥。城市道路中的快速路、主干路、次干路、支路及城市道 路立交桥，在城市道路系统中具有不同的地位、作用、交通功能以及对沿线建筑物的服务功 能。公路中的高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路、公路立交桥具有不同的 使用任务、功能和适应的交通量，具体的作用的详细描述参见《城市规划定额指标暂行规 定》。 进一步，步骤3)中所述现场监测点设置为：在所述城市道路的主干路和次干路上 均分别设有一个以上的现场监测点，在所述城市道路的快速路、支路、城市道路立交桥上， 和所述公路的高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路及公路立交桥上选择设 有现场监测点。 进一步，步骤4)中所述模型为AP-42模型。 进一步，步骤4)中所述交通颗粒物排放因子包括ETSP、E_和EPM2.5。其中TSP为 总悬浮颗粒物，PM1(I为粒径在10微米以下的颗粒物，PM2.5为细颗粒物，即环境空气中空气动 力学当量直径小于等于2. 5微米的颗粒物。 本专利技术的有益效果为：本专利技术有效的将遥感技术与地面实地监测、模拟分析技术 相结合，遥感技术能够快速、精准地获取不同时空尺度的地面特征，结合卫星遥感数据，可 以弥补地面定点监测无法反映路网总体情况的不足。利用遥感的现势性高、范围广、客观性 强等诸多优点，与地面实地监测、模拟分析技术相结合，针对交通颗粒物，实现对城市交通 颗粒物排放量的估算，能够为大气污染排放总量控制提供了第一手资料。 【具体实施方式】 本专利技术提供了，下面将以北京市2012年 的数据为例，进行详细说明，所述估算方法包括以下步骤： 1)遥感数据选择与处理：通过QucikBird卫星遥感获取城市路网的卫星影像，所 述卫星影像为影像空间分辨率不大于2mX2m的高分辨率卫星影像；对卫星影像以国家标 准航片为基础地图进行几何精校正；所述几何精校正需满足的精度条件为多光谱数据精度 纠正误差不超过0. 5个像元，全色数据精度纠正误差在1个像元以内；同时保证进行融合处 理的多光谱和全色影像数据相互匹配误差不超过1个像元。 2)遥感解译城市路网：采用人工目视解译的遥感解译方法，对所述城市路网的卫 星影像进行遥感解译，获取城市路网的矢量数据，所遥感解译生产比例尺应高于1 : 5000， 检查比例尺满足1 : 10000条件下没有明显差错，通过以上方法精确地提取了 2012年北京 市四环及以内城市路网的信息（包括路面宽度、长度、空间分布等），所述城市路网包括城 市道路和公路；所述城市道路的等级包括快速路、主干路、次干路、支路及城市道路立交桥； 所述公路的等级包括高速公路、一级公路、二级公路、三级公路、四级公路及公路立交桥；根 据城市路网的矢量数据测算获得城市路网的面积如表1所示为2012年北京市四环路以内 不同等级道路的面积，和长度数据如表2所示为2012年北京市四环路以内不同等级道路的 长度；从表1和表2中可以得出，北京市四环及以内主干路、次干路和支路道路用地总面积 约36. 84km2,主干路、次干路和支路道路总长度约1484. 69km ; 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种城市交通颗粒物排放量的估算方法，其特征在于：其包括以下步骤：1)卫星影像选择与处理：获取城市路网的卫星影像，并对卫星影像进行几何精校正；2)遥感解译城市路网：对所述城市路网的卫星影像进行遥感解译，获取城市路网的空间矢量数据，根据城市路网的矢量数据测算城市路网的面积和长度；3)测定城市道路的尘负荷系数：根据城市路网的矢量数据，在所述城市路网不同等级道路上设置若干个现场监测点，进行实地监测，测定公路的尘负荷系数以及日平均小时车流量；4)模拟计算交通颗粒物排放因子：根据测定的尘负荷系数，通过模型计算交通颗粒物排放因子值；5)计算交通颗粒物排放量：根据公式(1)计算待测区域内的路面尘负荷量：路面尘负荷量＝尘负荷系数×道路面积     (1)根据公式(2)计算待测区域内的交通颗粒物日排放量：交通颗粒物日排放量＝交通颗粒物排放因子×道路长度×日平均小时车流量×24小时(2)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李令军，姜磊，赵文慧，
申请(专利权)人：北京市环境保护监测中心，
类型：发明
国别省市：北京;11