基于卫星数据的霾污染解析方法、装置、介质及设备制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种基于卫星数据的霾污染解析方法、装置、介质及设备。该方法包括：获取第一类卫星的光学载荷数据，确定存在霾污染过程，以及霾的水平分布区域；获取第二类卫星的紫外探测载荷数据，确定浮尘与霾分布叠加的水平分布区域；获取第三类卫星的激光雷达探测载荷数据，确定浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合的垂直分布；获取第四类卫星的热红外高光谱载荷，根据热红外高光谱载荷确定水汽垂直分布；解析浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合和水汽相结合导致颗粒物吸湿增长并引起能见度的下降为霾污染过程的形成因素。本方案可以实现通过多源卫星遥感数据，对霾污染过程的形成机制进行解析，以进行前期预警预报和合理管控的效果。

【技术实现步骤摘要】
基于卫星数据的霾污染解析方法、装置、介质及设备
本专利技术实施例涉及卫星遥感监测
，尤其涉及一种基于卫星数据的霾污染解析方法、装置、介质及设备。
技术介绍
随着科学技术的发展，人们越来越重视我们的生存所依赖的环境。而近年来环境污染也在不断的加剧。霾是一种能见度下降的灾害性天气现象，是由高浓度细颗粒物为首要污染物的污染天气。自2013年1月我国华北平原爆发霾污染过程以来，霾污染过程的成因是引起了公众和学者的广泛重视。但是现有的对于雾霾或者霾污染的研究数据往往是基于地面的传感器数据进行解析的。而基于地面的传感器得到的环境数据又不能够对霾污染做出清晰合理的解析，造成霾污染的形成机理无法了解，也就不能够针对霾污染过程进行有效的预防。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种基于卫星数据的霾污染解析方法、装置、介质及设备，可以实现通过多源卫星遥感数据，对霾污染过程的形成机制进行解析，以作为对霾污染过程进行前期预测和合理管控的效果。第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于卫星数据的霾污染解析方法，该方法包括：获取第一类卫星的光学载荷数据，根据所述光学载荷数据确定存在霾污染过程，以及霾的水平分布区域；针对所述霾的水平分布区域，获取第二类卫星的紫外探测载荷数据，根据所述紫外探测载荷吸收性气溶胶数据确定浮尘与霾分布叠加的水平分布区域；针对所述浮尘与霾分布叠加的水平分布区域，获取第三类卫星的激光雷达探测载荷数据，根据所述激光雷达探测载荷数据确定浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合的垂直分布；获取第四类卫星的热红外高光谱载荷，根据所述热红外高光谱载荷确定水汽垂直分布；根据所述浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合的垂直分布与所述水汽垂直分布，解析所述浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合和所述水汽是否符合颗粒物吸湿增长并引起能见度的下降的预设条件，若是，则确定所述浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合和所述水汽为霾污染过程的形成因素。进一步的，所述方法还包括：获取第四类卫星的热红外高光谱载荷数据确定大气温度垂直分布载荷，根据所述大气温度垂直分布载荷，解析边界层气温垂直分布是否符合预设逆温条件，若是，则确定温度垂直分布为霾污染过程的形成因素。进一步的，获取第一类卫星的光学载荷数据，根据所述光学载荷数据确定存在霾污染过程，以及霾的水平分布区域，包括：采用Terra卫星上搭载的MODIS载荷数据，Aqua卫星上搭载的MODIS载荷数据，以及葵花8号卫星上搭载的HWI载荷数据中的至少一种，区分霾的空间分布区域和云层的空间分布区域；若确定存在非云层的空间分布区域，则确定存在霾污染过程；根据霾的空间分布区域，确定霾的水平分布区域。进一步的，获取第二类卫星的紫外探测载荷数据，根据所述紫外探测载荷吸收性气溶胶数据确定浮尘与霾分布叠加的水平分布区域，包括：采用Aura卫星上搭载的OMI载荷数据、NPP卫星上搭载的OMPS载荷数据以及Sentinal-5P卫星上搭载的TropOMI载荷数据，以及高分五号卫星搭载的EMI载荷数据确定浮尘与霾分布叠加的水平空间分布区域。进一步的，获取第三类卫星的激光雷达探测载荷数据，根据所述激光雷达探测载荷数据确定浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合的垂直分布，包括：采用CALIP卫星上搭载的星载激光雷达探测的CALIPSO载荷数据，确定浮尘、污染物和浮尘与污染物混合的垂直分布。进一步的，获取第四类卫星的热红外高光谱载荷，根据所述热红外高光谱载荷确定水汽垂直分布，包括：采用Aqua卫星上搭载的AIRS载荷数据、NPP卫星上搭载的CrIS载荷数据以及MetOp卫星上搭载的IASI载荷数据中的至少一种，确定水汽垂直分布。进一步的，获取第四类卫星的热红外高光谱载荷数据确定大气温度垂直分布载荷，包括：采用Aqua卫星上搭载的AIRS载荷数据，NPP卫星上搭载的CrIS载荷数据以及MetOp卫星上搭载的IASI载荷数据中的至少一种，确定大气温度垂直分布。进一步的，根据所述浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合的垂直分布与所述水汽垂直分布，解析所述浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合和所述水汽是否符合颗粒物吸湿增长并引起能见度的下降的预设条件，若是，则确定所述浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合和所述水汽为霾污染过程的形成因素，包括：根据所述浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合的垂直分布与所述水汽垂直分布，确定所述浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合的垂直分布与所述水汽垂直分布的位置关系是否符合高湿度偏南气流预设位置关联条件；若是，则确定所述大气边界层浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合与所述水汽的关系是否符合颗粒物吸湿增长并引起能见度急剧下降的预设条件；若是，则确定所述浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合和所述水汽相结合为霾污染过程的形成因素。进一步的，所述方法还包括：若检测到目标区域存在浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合，并根据后向轨迹或风场分析确定目标大气层的偏南风向信息；根据所述风向信息，确定目标区域的水汽含量是否会升高；若是，则生成预警信息，确定所述目标大气层浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合和所述高湿度导致颗粒物吸湿增长并引起能见度的急剧下降机制的形成，则浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合与水汽为霾污染过程的形成因素，以进行霾污染过程的预警处理。进一步的，所述方法还包括：根据所述大气温度垂直分布，确定目标大气层是否存在不利于污染物扩散的逆温层；若存在，则确定逆温层为霾污染过程的形成。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于卫星数据的霾污染解析装置，该装置包括：分布区域确定模块，用于获取第一类卫星的光学载荷数据，根据所述光学载荷数据确定存在霾污染过程，以及霾的水平分布区域；浮尘与霾分布叠加区域确定模块，用于针对所述霾的水平分布区域，获取第二类卫星的紫外探测载荷数据，根据所述紫外探测载荷吸收性气溶胶数据确定浮尘与霾分布叠加的水平分布区域；浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合垂直分布确定模块，用于针对所述浮尘与霾分布叠加的水平分布区域，获取第三类卫星的激光雷达探测载荷数据，根据所述激光雷达探测载荷数据确定浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合的垂直分布；水汽垂直分布确定模块，用于获取第四类卫星的热红外高光谱载荷，根据所述热红外高光谱载荷确定水汽垂直分布；霾形成因素解析模块，用于根据所述浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合的垂直分布与所述水汽垂直分布，解析所述浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合和所述水汽是否符合颗粒物吸湿增长并引起能见度的下降的预设条件，若是，则确定所述浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合和所述水汽为霾污染过程的形成因素。进一步的，所述装置还包括：温度垂直分布确定模块，用于获取第四类卫星的热红外高光谱载荷，根据所述热红外高光谱载荷确定大气温度垂直分布；霾形成因素解析模块，用于根据所述大气温度垂直分布，解析所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于卫星数据的霾污染解析方法，其特征在于，包括：/n获取第一类卫星的光学载荷数据，根据所述光学载荷数据确定存在霾污染过程，以及霾的水平分布区域；/n针对所述霾的水平分布区域，获取第二类卫星的紫外探测载荷数据，根据所述紫外探测载荷数据确定浮尘与霾分布叠加的水平分布区域；/n针对所述浮尘与霾分布叠加的水平分布区域，获取第三类卫星的激光雷达探测载荷数据，根据所述激光雷达探测载荷数据确定浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合的垂直分布；/n获取第四类卫星的热红外高光谱载荷，根据所述热红外高光谱载荷确定水汽垂直分布；/n根据所述浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合的垂直分布与所述水汽垂直分布，解析所述浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合和所述水汽是否符合颗粒物吸湿增长并引起能见度的下降的预设条件，若是，则确定所述浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合和所述水汽为霾污染过程的形成因素。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于卫星数据的霾污染解析方法，其特征在于，包括：
获取第一类卫星的光学载荷数据，根据所述光学载荷数据确定存在霾污染过程，以及霾的水平分布区域；
针对所述霾的水平分布区域，获取第二类卫星的紫外探测载荷数据，根据所述紫外探测载荷数据确定浮尘与霾分布叠加的水平分布区域；
针对所述浮尘与霾分布叠加的水平分布区域，获取第三类卫星的激光雷达探测载荷数据，根据所述激光雷达探测载荷数据确定浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合的垂直分布；
获取第四类卫星的热红外高光谱载荷，根据所述热红外高光谱载荷确定水汽垂直分布；
根据所述浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合的垂直分布与所述水汽垂直分布，解析所述浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合和所述水汽是否符合颗粒物吸湿增长并引起能见度的下降的预设条件，若是，则确定所述浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合和所述水汽为霾污染过程的形成因素。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取第四类卫星的热红外高光谱载荷数据确定大气温度垂直分布载荷，根据所述大气温度垂直分布载荷，解析边界层气温垂直分布是否符合预设逆温条件，若是，则确定温度垂直分布为霾污染过程的形成因素。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取第一类卫星的光学载荷数据，根据所述光学载荷数据确定存在霾污染过程，以及霾的水平分布区域，包括：
采用Terra卫星上搭载的MODIS载荷数据，Aqua卫星上搭载的MODIS载荷数据，以及葵花8号卫星上搭载的HWI载荷数据中的至少一种，区分霾的空间分布区域和云层的空间分布区域；
若确定存在非云层的空间分布区域，则确定存在霾污染过程；
根据霾的空间分布区域，确定霾的水平分布区域。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取第二类卫星的紫外探测载荷数据，根据所述紫外探测载荷数据确定浮尘与霾分布叠加的水平分布区域，包括：
采用Aura卫星上搭载的OMI载荷数据、NPP卫星上搭载的OMPS载荷数据以及Sentinal-5P卫星上搭载的TropOMI载荷数据，以及高分五号卫星搭载的EMI载荷数据确定浮尘与霾分布叠加的水平空间分布区域。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取第三类卫星的激光雷达探测载荷数据，根据所述激光雷达探测载荷数据确定浮尘、污染物以及浮尘与污染物混合的垂直分布，包括：
采用CALIP卫星上搭载的星载激光雷达探测的CALIPSO载荷数据，确定浮尘、污染物和浮尘与污染物混合的垂直分布。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取第四类卫星的热红外高光谱载荷，根据所述热红外高光谱载荷确定水汽垂直分布，包括：
采用Aqua卫星上搭载的AIRS载荷数据、NPP卫星上搭载的CrIS载荷数据以及MetOp卫星上搭载的IASI载荷数据中的至少一种，确定水汽垂直分布。


7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取第四类卫星的热红外高光谱载荷数据确定大气温度垂直分布载荷，包括：
采用Aqua卫星上搭载的AIRS载荷数据，NPP卫星上搭载的CrIS载荷数据以及MetOp卫星上搭载的IASI载荷数据中的至少一种，确定大气温度垂直分...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴向停，宗棕，陈博，
申请(专利权)人：北京中科锐景科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11