连续NASA MODIS真彩图产品在浙江省输入性霾监测预警中的应用

摘要

霾也称灰霾,主要由悬浮在大气中的颗粒物所造成,其本质为细粒子气溶胶污染.霾降低了能见度,使空气环境质量变差、进而威胁到人体健康.卫星遥感可以提供时间连续的大范围面状霾监测数据,尤其在污染物生成及区域输送监测、大面积污染事件判识、污染物源解析等方面具有明显的优势.长期以来,遥感技术致力于发展气溶胶光学厚度(AOD)的反演算法并进行地面验证、在此基础上将反演得到的AOD与颗粒物浓度二者建立统计关系、进而定量推算出颗粒物浓度的时空分布(间接监测法).然而,上述反演算法基于的假定情景比较多,公式相对复杂;此外,在MODIS官方气溶胶最新产品版本的算法中,仍然将中等程度以上的霾判识为薄云、雾或者亮目标进行掩膜处理,导致结果在很大程度上低估了霾的分布范围和影响程度.除了利用AOD反演开展灰霾识别外,也有学者探索直接利用遥感图像特征(直接监测法)来判识灰霾:薛岩松等证实了MODIS图像可见光1/4/3通道的灰度方差、边缘能量与空气污染之间有较好的统计关系,但其数据处理过程复杂、不利于灰霾的实时监测;刘勇洪基于散射理论、色彩处理和阈值设置等方法,基于NOAA/AVHRR数据开展了霾识别,但该方法需要对图像进行人工通道合成,且合成通道不固定、图像分辨率相对较低(1km),从而也在一定程度上影响了遥感监测的效率和效果.从技术上来说,复杂算法和人工干预都难以保证灰霾监测的实时性,而对于灰霾这一空气污染事件来说,"滞后监测"无异于"低效监测",唯有保证其实时性,才能避免遥感手段在霾监测中的缺位,真正作为一种行之有效的监测手段应用于灰霾的识别.