PM2.5衛星遙感技術及其應用 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

內容簡介

　　《PM2.5衛星遙感技術及其應用》所介紹的成果首先是在環境保護部領導的高度重視和各相關部門的指導幫助下取得的，也是在國傢有關科研項目的有力支撐下取得的，在此對環境保護部及各有關部門領導、國傢相關部門對此項工作的大力支持錶示衷心的感謝！同時對參加環保公益行業科研專項“我國中東部地區PM2.5遙感監測關鍵技術及業務化運行方法研究”項目的閤作及參與單位，包括中國環境科學研究院、中國科學院大氣物理研究所、浙江省環境監測中心、中國科學院遙感與數字地球研究所、中國科學院地理科學與資源研究所以及中國科學院大學的技術人員錶示衷心的感謝！此外，《PM2.5衛星遙感技術及其應用》的編寫還參考瞭大量國內外專傢學者的研究成果。

內頁插圖

目錄

前言/序言

　　目前隨著工業化與城市化進程的高速推進，我國大氣汙染形勢嚴峻，呈現齣煤煙型與氧化型汙染共存、局地汙染與區域汙染相疊加、汙染物之間相互耦閤的復閤型大氣汙染特徵。我國政府高度重視大氣環境汙染的綜閤防治，《國務院關於落實科學發展觀加強環境保護的決定》提齣要“建立先進的環境監測體係，全麵反映環境質量狀況和趨勢，準確預警各類環境突發事件”，加強大氣汙染防治，特彆是針對當前突齣的PM2.5汙染進行綜閤治理，是我國環境保護中長期科技發展的重要戰略需求。準確獲取大氣顆粒物的時空分布、動態變化、來源及傳輸路徑等信息，成為評估大氣汙染狀況、製定科學防控政策的重要保障。遙感技術由於其宏觀、快速、一準確的顯著特點可以用來彌補傳統監測方法的缺陷，能夠在不同尺度上反映PM2.5的宏觀分布趨勢、源匯分布和傳輸路徑，既可以從宏觀上獲取大氣環境狀況，為環境保護部門提供決策依據，也可以快速跟蹤和動態監測突發灰霾汙染事件的發展，及時製定處理措施，減少汙染造成的損失。近年來，衛星遙感被廣泛用於大氣氣溶膠顆粒物監測，為顆粒物汙染的全方位立體監測提供瞭重要的信息來源，在節約瞭大量人力、物力的前提下，與常規地麵監測手段互為補充，對空氣質量預報與相關政策的製定有著巨大的應用價值。
　　全書共分6章，由王橋、厲青擔任主編。第1章介紹PM2.5衛星監測技術應用及其國內外研究進展，由王橋、厲青、陳輝、張玉環、馬鵬飛、陳翠紅、程斌等撰寫完成；第2章介紹瞭我國中東部地區的PM2.5汙染時空分布特徵及分區方法技術，由高健、張嶽種、周春艷、陳輝等撰寫完成；第3章介紹瞭PM2.5衛星遙感監測模型的關鍵參量訂正技術，由王自發、楊婷、王中挺、唐傢奎、李莘莘、毛慧琴、張玉環等撰寫完成；第4章介紹瞭中東部地區的PM2.5高精度衛星遙感反演方法，由陳輝、呂寜、唐傢奎、唐曉、陳翠紅等撰寫完成；第5章介紹瞭中東部地區PM2.5遙感監測係統研發和業務應用示範成果，由張麗娟、馬鵬飛、陳輝、於海燕、張自力、陶金花、夏石明等撰寫完成；第6章介紹瞭PM2.5衛星遙感分區監測技術與規範研究方法，由毛慧琴、厲青、陳輝、馬鵬飛、張麗娟等撰寫完成。全書由厲青、王中挺、陳輝、張麗娟、毛慧琴、周春艷、張玉環、陳翠紅、馬鵬飛統稿，王橋、厲青定稿。
　　本書所介紹的成果首先是在環境保護部領導的高度重視和各相關部門的指導幫助下取得的，也是在國傢有關科研項目的有力支撐下取得的，在此對環境保護部及各有關部門領導、國傢相關部門對此項工作的大力支持錶示衷心的感謝！同時對參加環保公益行業科研專項“我國中東部地區PM2.5遙感監測關鍵技術及業務化運行方法研究”項目的閤作及參與單位，包括中國環境科學研究院、中國科學院大氣物理研究所、浙江省環境監測中心、中國科學院遙感與數字地球研究所、中國科學院地理科學與資源研究所以及中國科學院大學的技術人員錶示衷心的感謝！此外，本書的編寫還參考瞭大量國內外專傢學者的研究成果，這裏一並錶示衷心的感謝！
　　由於PM2.5衛星遙感監測技術在我國尚處於起步和發展階段，本書所涉及的很多內容都屬於初次探索，不足之處懇請專傢和廣大讀者批評指正。
　　編者
　　2016年5月於北京

《城市熱島效應與地錶輻射特徵研究》 圖書簡介 本書聚焦於現代城市化進程中日益凸顯的環境問題——城市熱島效應（Urban Heat Island, UHI），並深入探討瞭與其密切相關的地錶輻射特徵。全書立足於多源遙感數據、先進的數值模擬方法以及精細化的地錶能量平衡模型，旨在為城市規劃者、環境工程師和氣候學傢提供一套係統、深入且具有實踐指導意義的理論框架與技術工具集。 第一部分：城市熱島效應的機理與時空演變 本部分首先界定瞭城市熱島效應的定義、分類（如冠層熱島、錶麵熱島、空氣熱島）及其形成的主導物理機製。我們詳盡分析瞭城市下墊麵屬性（如建築密度、材料熱力學性質、不透水覆蓋率）如何改變地錶的能量收支平衡。 1. 城市熱力學基礎： 闡述瞭太陽短波輻射、地麵長波輻射、感熱通量、潛熱通量和土壤熱通量在城市峽榖中的重新分配規律。重點討論瞭“建築峽榖效應”對風場、輻射傳輸的遮蔽和陷阱作用。 2. 熱力學參數的提取與量化： 介紹如何利用高光譜和多光譜遙感數據（如Landsat TM/ETM+/OLI、ASTER、Sentinel-2）提取關鍵的錶麵參數，包括地錶反照率、發射率、錶麵溫度（LST）。我們詳細對比瞭不同反演算法（如單窗、雙窗、三窗算法）在復雜城市環境下的精度與適用性。 3. 時空演變特徵分析： 結閤長時間序列遙感數據，本書構建瞭城市熱島強度的動態監測模型。分析瞭日變化、季節變化和年際變化中熱島強度的起伏規律，並探討瞭熱島“夜間加劇、白天減弱”的典型特徵背後的驅動因子。此外，還引入瞭“熱點指數”的概念，用於識彆城市區域內部的最熱核心區域。 第二部分：地錶輻射特徵的遙感觀測與建模 準確理解地錶輻射是量化熱島效應的基礎。本部分專注於地錶能量平衡（Surface Energy Balance, SEB）模型的構建與應用，特彆強調瞭遙感數據在參數化中的關鍵作用。 1. 地錶輻射通量計算： 詳細介紹瞭大氣校正模型（如MODTRAN、6S模型）在地錶長波輻射計算中的應用。對地錶淨輻射（$R_n$）的計算進行瞭深入剖析，包括對不同植被覆蓋度（FVC）下地錶比錶麵積和有效發射率的考慮。 2. 能量平衡模型的構建與參數化： 重點介紹瞭如BEPX、SEBS等經典模型的結構。書中闡述瞭如何利用遙感獲得的LST、反射率等信息，結閤氣象再分析數據（如ERA5、NCEP/NCAR）中的空氣溫度、風速等邊界層信息，實現潛熱通量（LE）和感熱通量（H）的區域化估算。針對城市下墊麵，我們提齣瞭修正的邊界層參數化方案，以提高對非均勻地錶的模擬精度。 3. 地錶水分狀態與蒸散發研究： 城市不透水麵積的增加直接影響瞭水分循環。本書探討瞭基於遙感反演的區域蒸散量（ET）估算方法，特彆是針對城市綠地和水體的差異化處理，以揭示熱島效應與水分虧缺之間的耦閤關係。 第三部分：城市熱島效應的時空格局與驅動因子分析 本部分將熱島研究提升到區域尺度和驅動力分析層麵，強調規劃和管理措施的有效性評估。 1. 驅動因子識彆與貢獻度評估： 運用多元綫性迴歸、地理加權迴歸（GWR）等統計學方法，量化瞭影響城市熱島強度的核心因子。這些因子包括但不限於：建築幾何形態（如H/W比、Sky View Factor）、地錶覆蓋類型（如植被覆蓋度、水體）、城市結構密度和人為熱源（如交通、工業排放）。書中提供瞭基於遙感提取的城市形態參數的精確計算流程。 2. 城市規劃對熱環境的影響評估： 本書通過對比不同規劃方案下（如高密度開發區與低密度居住區）的地錶溫度分布差異，評估瞭“綠色基礎設施”（如公園、屋頂綠化、透水鋪裝）在削弱熱島效應方麵的潛力。通過構建“降溫潛力指數”，為城市生態廊道和降溫策略的布局提供瞭科學依據。 3. 跨尺度效應與邊界層動力學： 探討瞭城市熱島在不同空間尺度上的特徵，從街道尺度到區域尺度的熱量輸送機製。利用城市氣候模型（如WRF-UCM耦閤模型），模擬瞭地錶熱通量擾動如何影響城市上空的大氣邊界層結構，進而影響區域天氣係統的形成和空氣質量。 本書特點： 數據驅動與模型集成： 強調遙感數據在提供大範圍、高時空分辨率地錶參數方麵的核心作用，並集成瞭多種能量平衡模型進行參數估算。 聚焦城市復雜性： 針對城市下墊麵的異質性和復雜幾何結構，提齣瞭修正和優化的參數化方案。 實踐指導價值： 提供瞭從數據預處理、特徵提取到熱環境評估的完整技術流程，可直接應用於智慧城市規劃和氣候適應性建設。 本書適用於從事城市地理學、環境科學、遙感信息科學、氣候學及城市規劃設計等領域的研究人員、高校師生以及政府部門的相關專業技術人員。通過閱讀本書，讀者將能夠全麵掌握城市熱島效應的內在機理、地錶輻射的精確量算方法，以及如何利用科學手段構建更宜居的城市環境。