本发明专利技术涉及大气污染防治技术、大气环境遥感监测技术领域，尤其是涉及一种基于卫星遥感监测的热点网格溯源方法。通过融合多种卫星遥感数据、高清地图及污染源清单数据，并结合相应的污染特征算法，构建了一种热点网格溯源技术方法，不仅能够准确定位高值网格污染类型，还能准确锁定网格内影响大的企业源，弥补了传统溯源排查中的费力、费时及覆盖面不全导致无法锁定污染源的局限性，具有低成本、高效率的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及大气污染防治技术、大气环境遥感监测，尤其是涉及一种基于卫星遥感监测的热点网格溯源方法。
技术介绍
1、近年来，随着我国大气污染防治工作的持续推进，空气质量总体呈现好转，但以细颗粒(pm2.5)和臭氧(o3)为主的复合型大气污染特征依然严峻。其中，工地、企业、机动车等在内的污染排放源是不可忽视的因素。这些污染排放源在城市中分布较为广泛，而受管控重点、建设成本等因素影响，目前地面空气质量监测站以及企业污染在线监测数据有限，很难做到全面、及时、精准的发现污染问题并指导检查。如何高效并精准的溯源，成为大气污染监管和进一步实现大气污染防治目标的关键。本专利技术通过融合多种卫星遥感数据、高清地图及污染源清单数据，并结合相应的污染特征算法，提出了一种基于卫星遥感监测的热点网格溯源方法，来指导大气污染精准管控工作，从而弥补了传统溯源排查中的费力、费时及覆盖面不全导致无法锁定污染源的局限性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于卫星遥感监测的热点网格溯源方法，本专利技术通过融合多种卫星遥感数据、高清地图及污染源清单数据，并结合相应的污染特征算法，构建了一种热点网格溯源技术方法，不仅能够准确定位高值网格污染类型，还能准确锁定网格内影响大的企业源，弥补了传统溯源排查中的费力、费时及覆盖面不全导致无法锁定污染源的局限性，具有低成本、高效率的优点。
2、为了达到上述专利技术目的，本专利技术提供一种基于卫星遥感监测的热点网格溯源方法，其特征在于，包括以下步骤：
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p>3、s1.获取研究区的某段时间的痕量气体二氧化硫(so2)、二氧化氮(no2)、一氧化碳(co)、甲醛(hcho)以及aod遥感数据；4、s2.对所述遥感数据利用上下文方法进行预处理，得到预处理后1km×1km的卫星遥感数据；
5、s3.利用归一化处理及特征值识别网格污染类型；
6、s4.设定热点网格划分规则，提取热点网格；
7、s5.利用开源地图数据及污染源清单数据获取的企业清单，制作包含污染源点信息的污染源地图；
8、s6.利用污染源地图对热点网格进行核查解译，锁定高值区污染源。
9、s1包括：
10、s1.1所述痕量气体遥感数据包括通过对sentinel-5p卫星tropomi传感器探测数据进行反演，获取痕量气体二氧化硫(so2)、二氧化氮(no2)、一氧化碳(co)、甲醛(hcho)柱浓度逐日产品数据，包括点经度、纬度、so2柱浓度、no2柱浓度、co柱浓度、hcho柱浓度；aod遥感数据为modis-mcd19a2产品数据进行反演，获取aod逐日产品数据，包括点经度、纬度、aod值。
11、s1.2按时间段(日、周、月等)将逐日数据进行计算合并，得到经度、纬度、so2柱浓度、no2柱浓度、co柱浓度、hcho柱浓度数据集以及经度、纬度、aod值数据集，并利用python将数据集处理成tif格式，得到so2柱浓度、no2柱浓度、co柱浓度、hcho柱浓度数据以及aod数据。
12、s2包括：
13、s2.1利用arcgis创建渔网工具生成1km×1km的渔网，再使用spatialanalyst工具—区域分析—分区统计工具，对so2、no2、co、hcho以及aod的tif格式遥感数据进行数据提取，得到5组栅格数据，利用栅格计算器将数据处理成整数(乘10n)，将栅格数据转为面数据，转为面数据后，将其数值恢复为原始数据(除以10n)。
14、s2.2利用arcgis空间链接将5种污染数据合并成一组数据，即得到预处理后1km×1km数据。
15、s3包括：
16、s3.1对网格内5种污染物构建归一化指纹谱。
17、
18、式中：zij为i网格第j种污染物归一化指纹谱；cij为i网格第j种污染物的原始值.
19、s3.2计算网格的污染物特征值。
20、该特征值为特定网格的归一化指纹谱与研究区域所有网格归一化指纹谱均值的比值，计算公式为：
21、
22、式中：cvij为i网格第j种污染物的特征值，为区域内第j种污染物的归一化值的平均值，zij为i网格内污染物归一化值。
23、s3.3计算研究区域内污染物特征标准值及上(下)限值。
24、设定标准值为1。
25、上限值为研究区域内所有网格平均污染特征指纹谱的平均值加上其标准差与该污染特征指纹谱的平均值的比值，数值大于1，计算公式为：
26、
27、下限值为研究区域内所有网格平均污染特征指纹谱的平均值减去其标准差与该污染特征成分谱的平均值的比值，数值小于1，其计算公式为
28、
29、式中，maxj为第j种污染物的上限，minj为第j种污染物的下限，sj为第j种污染物的标准偏差。
30、s3.4计算并设定研究区内各网格污染类型种类。
31、以网格内的so2、no2、co、hcho以及aod为污染因子，将式(1)～(4)所得的特征值、标准值、上限值、下限值绘制在雷达图上。当某一网格so2特征值超出上限值时，表明受燃煤源影响显著，设定污染类型为偏燃煤型；当no2、co同时超出上限值时，表明受机动车源影响显著，设定污染类型为偏no2型；当co超出上限时，表明受钢铁工业影响显著，设定为偏钢铁型；当hcho超出上限时，表明受vocs排放源影响，设定污染类型为偏vocs型；当aod超出上限时，表明受颗粒物排放源影响，设定污染类型为偏颗粒物型；当5种污染物均为超出上限值，表明受综合环境影响，设定污染类型为偏综合型。涉及其他未提到的情况，设定污染类型为其他。经计算可得到研究区域内所有网格的污染类型，将污染类型关联到步骤2.2预处理后1km×1km数据，得到污染类型分布矢量数据。
32、s4包括：
33、s4.1将研究区内网格按照污染物类别，分别按照值从高到低取前5％数量的网格，最终合并形成热点网格。
34、s4.2热点网格属性表信息包括，5种污染物的浓度、污染类型、经度、纬度。
35、s5包括：
36、s5.1收集城市污染源清单、企业排污许可中企业企业名称、经纬度坐标、企业类型、排放污染物种类以及拥堵路段信息等，制作成初步的污染源信息点清单，坐标系统一为wgs84坐标系；
37、s5.2通过开源地图数据如高德、百度地图等通过搜索获取更多污染源点信息，获取更多的污染源点源信息，补充企业类型、污染物排放种类，并将坐标系转换为wgs84坐标系，加入初步的污染源信息清单数据中，形成污染源poi清单；
38、s5.3利用卫图助手天地图高清遥感影像地图识别污染源poi清单是否正确，最终得到污染源地图，
39、s5.4将污染源地图根据企业信息及排放污染物进行分类，污染源poi清单中包含汽修、喷涂、家具、溶剂、制药本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种基于卫星遥感监测的热点网格溯源方法，其特征在于，该方法包含步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感监测的热点网格溯源方法，其特征在于，所述S1包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感监测的热点网格溯源方法，其特征在于，所述S2包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感监测的热点网格溯源方法，其特征在于，所述S3包括：
5.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感监测的热点网格溯源方法，其特征在于，所述S4包括：
6.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感监测的热点网格溯源方法，其特征在于，所述S5包括：
7.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感监测的热点网格溯源方法，其特征在于，所述S6包括：
【技术特征摘要】
1.一种基于卫星遥感监测的热点网格溯源方法，其特征在于，该方法包含步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感监测的热点网格溯源方法，其特征在于，所述s1包括：
3.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感监测的热点网格溯源方法，其特征在于，所述s2包括：
4.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感监测的热点网格...
【专利技术属性】
技术研发人员：王振楠，
申请(专利权)人：中科宇图科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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