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【精准治霾】打好蓝天保卫战 中科宇图“天空地”一体化监测助力精准治霾
作者:系统管理员 发布时间: 2017年07月13日

        近年来,雾霾天气在我国多地区频繁出现,并向外逐渐扩散。大气污染问题不仅制约了社会经济的可持续发展,也危害着人民群众的身体健康。在此背景下,如何准确定位大气污染物的源头,靶向找源,推动大气的精准治理和系统治理,成为推动大气环境持续改善的必要基础。

        中科宇图“天空地”一体化监测体系集卫星遥感、高空视频、无人机、网格化监测微站、激光雷达、污染源在线监测设备等先进立体监测技术于一体,通过卫星遥感+无人机+地面监测+人工核查的方式,有效提升污染找源的精准性,实现空气质量和污染源数据的全面采集。

“天空地”一体化立体监测

天——卫星遥感技术

        综合利用多源卫星数据,对区域尺度污染物、气溶胶等时空分布变化进行反演,掌握区域污染形势;利用卫星影像,基于多尺度时空数据融合技术,全景图像自动精准识别、多源数据自动差分等方法,实现未知排放源的快速查找和自动化提取。

  1. 卫星遥感解译识别污染源

        主要采用国产1米高分辨卫星影像对污染源进行区域大范围排查,实现筛查补充污染源、对点源位置进行校准以及面源、线源的细化工作,形成卫星遥感影像挂图、卫星遥感影像电子图、卫星遥感影像污染源解译报告等成果。

基于高分辨率遥感影像的污染源识别(解译结果)

卫星遥感反演区域大气颗粒物分布

        基于MODIS、NPP、葵花--8静止卫星和ZY-3等遥感数据,利用定量遥感技术和GIS技术,采用暗像元模型算法,实现大气污染物遥感监测,提供多种空间和时间尺度的AOD、PM10、PM2.5浓度时空分布图,形成大气颗粒物逐小时遥感监测图、月均区域浓度分布图、年均区域浓度分布图等成果。

区域逐小时大气遥感监测示意图

空—— 高空视频和无人机监控技术

        在城市较高的位置布设高分辨率视频监控设备,对周边的电厂、污染企业、建筑工地、道路等进行实时视频监控,为环境执法提供证据。利用无人机搭载高清摄像机和红外传感器掌握污染源排放活动状态,识别排放异常污染源。

  1. 重点区域无人机高空巡查

        针对重点巡查区域,提供无人机巡查服务。通过无人机搭载光学、红外等传感器,监测区域大气环境污染物,确定重点污染区域和高频活动区域,在重点区域进行污染源的精细化定位和动态更新。针对无人机详查过程中,发现的疑似污染源将进行人工的现场核查。形成无人机巡查影像图、无人机巡查影像图解析结果图、无人机解析结果报告等成果。

无人机识别污染源示意图

高空视频监控锁定污染排放企业

         在城市较高的位置布设高分辨率视频监测设备,对周边的电厂、污染企业、建筑工地、道路等进行实时视频监控,为环境执法提供证据。

地——微站、激光雷达及污染源监测技术

  1. 激光雷达水平扫描获取污染地图

        激光雷达由于具有波长短、单色性好、方向性强、相干扰性高和体积小等特点, 因而呈现出较高的空间分辨率、探测灵敏度和抗干扰能力,可以用来测量气溶胶、云、能见度、大气成分、空中风场、大气密度、温度和湿度的变化,对城市上空环境污染物的扩散过程进行有效的监测。

  1. 车载走航式监测追溯污染传输

        采用先进的可调谐红外激光二极管差分吸收光谱技术、紫外差分吸收光谱技术、微弱信号监测技术及计算机图像识别技术,可在短时间内完成对实际行驶过程中的机动车所排放尾气中的CO、CO2、NOx、HC和不透光烟度的监测,再通过拍照识别技术记录车辆相关信息,实时输出监测结果,该方法不影响车辆的正常行驶,同时可避免监测人员与尾气的近距离解除所带来的污染。采用安装在汽车上的被动DOAS系统对所测城区和污染源进行连续测量,通过DOAS拟合方法处理采集的太阳天顶散射光谱,获得测量点上的污染气体柱密度,从而分析区域污染输送情况。

  1. 网格化监测布点追溯污染源

        根据区域建成区和近期城市发展规划,进行网格化布点,点位布设区域覆盖整个行政区。将布点区域分为普通区域、重点区域和其他区域进行空气质量网格化布点。按照区域划分的不同选择不同尺度进行网格均匀布点,具体尺度结合气象数据、监测数据、地形情况等因素以及当地的经济、环境、人口、工业等综合情况进行选择。将全区划为规则的正方型网格状,每个网格布设一个点位,每个点位部署1套环境空气质量小型监测仪采集空气质量监测数据,在此基础上部署一套空气质量网格化监测后台管理软件,对前端监测数据进行存储分析展示,最终达到对区域空气污染进行精细化监管与分析的目的。

环境空气质量小型监测仪

空气网格化监管

        整体即采用网格法对全区进行监测点布设设计,并完成环境空气质量小型监测仪的选址、布设和安装,实时采集空气质量监测数据,结合后台的管理软件,对区域空气环境质量进行精确实时监测与分析。

重点区域人员现场核查

        针对污染源重点区域,提供多名专业工作人员驻场的现场核查服务。针对巡查详查发现的疑似污染源进行现场核查。现场工作人员主要利用高密度便携式监测设备和在线监测设备,对污染源进行监控和核查。根据活动状态,对重点污染源进行人工排查,获取更为精细的信息,支撑管理。

重点污染区域污染源精细化调查

 

        中科宇图运用以上先进的信息技术和现代管理理念,结合卫星遥感、无人机和人工核查等方式,实现“天空地”一体化与精准化的找源目标,有效提升大气污染环境监管能力,在智力支持和技术支撑的双重保障下,不断完善大气污染的防治工作。

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