一種融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地大氣顆粒物測(cè)算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地大氣顆粒物測(cè)算方法，該方法包括以下步驟：獲取并處理衛(wèi)星數(shù)據(jù)，基于高分辨衛(wèi)星影像對(duì)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行觀測(cè)、判別和解譯，提取建筑裸地在目標(biāo)區(qū)域的空間分布并獲取相應(yīng)面積；提高建筑裸地提取精度，利用外業(yè)精度評(píng)估與內(nèi)業(yè)精度審核算法，并結(jié)合相近時(shí)段航空影像等數(shù)據(jù)，提高裸地斑塊的提取精度；測(cè)定顆粒物排放量，利用四維通量法模型測(cè)定排放因子，并根據(jù)排放因子和建筑裸地面積測(cè)算顆粒物排放量；評(píng)測(cè)污染物空間分布，利用插值法擬合生成建筑裸地顆粒物排放量空間分布。本發(fā)明融合地面監(jiān)測(cè)信息和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，能夠有效地測(cè)算出目標(biāo)區(qū)域建筑裸地顆粒物的空間分布，降低工作人員實(shí)地監(jiān)測(cè)的難度，提高工作效率。
【專利說明】一種融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地大氣顆粒物測(cè)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑裸地大氣顆粒物測(cè)算方法，特別的涉及一種融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地大氣顆粒物測(cè)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]2013年6月，國(guó)務(wù)院部署了大氣污染防治十條措施，通過減少污染物排放、嚴(yán)控“兩高”行業(yè)新增產(chǎn)能、大力推行清潔生產(chǎn)、加快調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、強(qiáng)化節(jié)能環(huán)保指標(biāo)約束等準(zhǔn)貝|J，力爭(zhēng)到2017年在大氣污染防治上取得顯著成效。2014年新頒布的《北京市大氣污染防治條例》中也提出，大氣污染防治，應(yīng)當(dāng)以降低大氣中的細(xì)顆粒物濃度為重點(diǎn)，堅(jiān)持從源頭到末端全過程控制污染物排放，嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)行污染物排放總量和濃度控制，加快削減排放總量，并專門就“揚(yáng)塵污染防治”對(duì)建設(shè)施工現(xiàn)場(chǎng)提出了具體說明與措施?！侗本┦?013年揚(yáng)塵污染控制環(huán)境監(jiān)察工作方案》的出臺(tái)，以“控制揚(yáng)塵污染，削減PM2.5 ”為核心，加大對(duì)揚(yáng)塵污染問題的查處和曝光力度，突出加強(qiáng)對(duì)施工工地非道路機(jī)械尾氣排放超標(biāo)行為的處罰，進(jìn)一步提高大氣顆粒物污染控制效果。
[0003]根據(jù)環(huán)境空氣污染源解析，地面揚(yáng)塵是北京乃至全國(guó)主要城市顆粒物的重要來源之一。建筑施工活動(dòng)是一類無組織揚(yáng)塵污染源，具有很高的排放潛能，可以在短時(shí)間內(nèi)嚴(yán)重影響當(dāng)?shù)氐目諝赓|(zhì)量。揚(yáng)塵排放量與施工操作水平、施工階段、污染控制程度，以及氣象條件有著密切關(guān)系。而在建筑裸地活動(dòng)水平監(jiān)測(cè)方面，由于其具有時(shí)空上的不確定性、隨機(jī)性強(qiáng)等特點(diǎn)，其監(jiān)測(cè)與計(jì)量一直是環(huán)境管理工作中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，如何有效地測(cè)算出目標(biāo)區(qū)域建筑裸地顆粒物的空間分布成為了一種新的技術(shù)需求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地大氣顆粒物測(cè)算方法，該方法基于高分辨衛(wèi)星影像對(duì)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行觀測(cè)、判別和解譯，獲取并處理衛(wèi)星數(shù)據(jù)，同時(shí)利用外業(yè)精度評(píng)估與內(nèi)業(yè)精度審核算法，并結(jié)合相近時(shí)段航空影像等數(shù)據(jù)，提高裸地斑塊的提取精度；利用四維通量法模型測(cè)定排放因子，并根據(jù)排放因子和建筑裸地面積測(cè)算顆粒物排放量；利用插值法擬合生成建筑裸地顆粒物排放量空間分布，并進(jìn)行污染物空間分布評(píng)測(cè)。本發(fā)明能夠有效地測(cè)算出目標(biāo)區(qū)域建筑裸地顆粒物的空間分布，降低工作人員實(shí)地監(jiān)測(cè)的難度，提高工作效率。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地大氣顆粒物測(cè)算方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟Si，獲取并處理衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，基于高分辨衛(wèi)星影像對(duì)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行觀測(cè)、判別和解譯，提取建筑裸地在目標(biāo)區(qū)域的空間分布；步驟S2，提高建筑裸地提取精度，利用外業(yè)精度評(píng)估與內(nèi)業(yè)精度審核算法，并結(jié)合相近時(shí)段的航空影像數(shù)據(jù)光譜信息，提高裸地斑塊的提取精度；步驟S3，測(cè)定大氣顆粒物(TSP、PM10,PM2.5)排放量，利用四維通量法模型測(cè)定顆粒物排放因子，并根據(jù)排放因子和建筑裸地面積測(cè)算顆粒物排放量；步驟S4，評(píng)測(cè)污染物空間分布，利用插值法擬合生成建筑裸地顆粒物空間分布。
[0006]優(yōu)選的,所述步驟SI中，衛(wèi)星影像采用Quick-Bird衛(wèi)星影像。
[0007]優(yōu)選的，所述步驟SI中，原始衛(wèi)星影像的多光譜和全色數(shù)據(jù)以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)航空影像為基礎(chǔ)地圖進(jìn)行幾何精糾正并進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。
[0008]優(yōu)選的，所述步驟SI與步驟S2之間還有步驟S11，參考前一年或當(dāng)年其他衛(wèi)星拍攝的影像，對(duì)步驟Si中的裸地解譯結(jié)果進(jìn)行對(duì)比判別。
[0009]優(yōu)選的，所述步驟S2中，建筑裸地采用人機(jī)交互解譯，提取出五種處于不同施工階段的建筑裸地斑塊，包括拆遷平整階段、土石方階段、主體施工階段、主體完工未綠化階段和其他裸地。
[0010]優(yōu)選的，所述步驟S2中，從衛(wèi)星影像中提取五類建筑裸地斑塊，并分別計(jì)算五類斑塊面積，所述五類建筑裸地斑塊分別處于如下階段:
[0011](I)拆遷平整階段，指處于房屋拆遷及土地平整階段的土地；
[0012](2) 土石方階段，指處于挖土階段及地基完成之前的建筑施工用地；
[0013](3)主體施工階段，指處于地基施工完成與建筑主體封頂之間的建筑施工用地；
[0014](4)主體完工未綠化階段，指房屋主體施工完成與小區(qū)未完成綠化或硬化之間的建設(shè)用地，并包括周邊與該建筑施工相關(guān)的裸地；
[0015](5)其他裸地，指一年內(nèi)未變化并無植被覆蓋的裸地，
[0016]進(jìn)一步的，所述步驟S2中還包括步驟S21，對(duì)以上建筑裸地斑塊隨機(jī)抽樣，抽樣數(shù)量為Nn，并對(duì)抽樣出的建筑裸地斑塊進(jìn)行野外實(shí)地核查，建筑裸地斑塊的總數(shù)量為N，得到非建筑裸地斑塊數(shù)量Ne，計(jì)算得到建筑裸地斑塊誤判率A ，置信區(qū)間設(shè)置為95%，在
Pe大于5%的情況下，重新進(jìn)行步驟S2。
[0017]優(yōu)選的，所述步驟S21中，針對(duì)建筑裸地的特點(diǎn)并根據(jù)各區(qū)域地理分布特征，建筑裸地斑塊隨機(jī)抽樣包括以下原則:
[0018](I)覆蓋所有建筑裸地類別；
[0019](2)盡可能多的涉及不確定圖斑。
[0020]優(yōu)選的，所述步驟S3中，需要分別測(cè)定五類建筑裸地的顆粒物排放因子。
[0021]優(yōu)選的，所述步驟S3中，基于排放因子，進(jìn)一步測(cè)算每個(gè)建筑裸地斑塊的TSP、PMltl、PM2.5 排放量。
[0022]優(yōu)選的，所述步驟S4中，提取建筑裸地斑塊幾何中心點(diǎn)之后，根據(jù)TSP、PM10, PM2.5排放量，在地理信息系統(tǒng)軟件ARCGIS支持下，利用普通克里格空間插值法，分別插值生成建筑裸地顆粒物排放量的空間分布圖。
[0023]可選的，所述步驟S4中，建筑裸地顆粒物排放量的空間分布圖通過液晶顯示屏顯
/Jn ο
[0024]本發(fā)明提出的融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地大氣顆粒物測(cè)算方法，能夠有效地測(cè)算出目標(biāo)區(qū)域建筑裸地顆粒物的空間分布，降低工作人員實(shí)地監(jiān)測(cè)的難度，提高工作效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]圖1顯示了本發(fā)明可選實(shí)施例的融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地大氣顆粒物測(cè)算方法；
[0026]圖2顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地大氣顆粒物測(cè)算方法；
【具體實(shí)施方式】
[0027]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對(duì)公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。
[0028]圖1顯示了本發(fā)明可選實(shí)施例的融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地大氣顆粒物測(cè)算方法。
[0029]如圖1所示，本發(fā)明涉及一種融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地大氣顆粒物測(cè)算方法，包括以下步驟:
[0030]步驟S1:利用衛(wèi)星拍攝地面圖像，獲取衛(wèi)星遙感影像信息；
[0031]利用Quick-Bird衛(wèi)星拍攝地面，以得到衛(wèi)星圖像。
[0032]步驟S2:對(duì)所獲取的衛(wèi)星影像進(jìn)行精校正；
[0033]步驟S3:對(duì)所拍攝的衛(wèi)星圖像進(jìn)行觀測(cè)、判別和解譯，將建筑裸地在所述衛(wèi)星圖像上提取出來，并計(jì)算出建筑裸地的面積；
[0034]步驟S4:對(duì)建筑裸地大氣顆粒物排放量進(jìn)行測(cè)算。
[0035]這里需要補(bǔ)充說明的是，所謂觀測(cè)、判別和解譯，現(xiàn)階段采用人工目視解譯，在電腦上將衛(wèi)星圖像中的建筑裸地提取出來，這里的提取方法為沿著衛(wèi)星圖像中的建筑裸地的周邊用劃線(勾邊)的方法將該建筑裸地的輪廓勾畫出來即可，最終形成一個(gè)個(gè)的建筑裸地斑塊。
[0036]除了上述提取方法，也可以通過電腦自動(dòng)提取，通過電腦自動(dòng)識(shí)別黃色和褐色，并結(jié)合影像的紋理、圖斑的大小、不同波段組合后影像的分布特征等，并將這些顏色自動(dòng)標(biāo)注出來，然后人工進(jìn)行篩查，通過此種方法可大大加快解譯速度，同時(shí)降低了工作難度，提高工作效率。
[0037]此外，還需說明的是，還可以在步驟I的過程中，同時(shí)調(diào)取前一年拍攝的或當(dāng)年其他衛(wèi)星拍攝的衛(wèi)星影像。
[0038]進(jìn)一步的，在步驟S2的解譯和識(shí)別過程中，可以參照其他衛(wèi)星圖像與衛(wèi)星圖像(Quick-Bird衛(wèi)星拍攝地面圖像，標(biāo)注建筑裸地的衛(wèi)星圖像)進(jìn)行對(duì)比，為工作人員人工判斷不同類型建筑裸地提供依據(jù)。
[0039]所說的其他衛(wèi)星可以包括WV01、WV02、GE等衛(wèi)星，或者采用高分辨率航空影像。
[0040]此時(shí)得到了所有的建筑裸地斑塊，計(jì)算出每個(gè)建筑裸地斑塊的面積(地圖面積)。[0041 ] 步驟S4中，建筑裸地大氣顆粒物排放量的測(cè)定:利用Flux-FDM法或四維通量法模型對(duì)排放因子進(jìn)行測(cè)定，并根據(jù)排放因子和建筑裸地的面積測(cè)算大氣顆粒物排放量。
[0042] 這里說的Flux-FDM法參照《建筑施工揚(yáng)塵排放因子定量模型研究及應(yīng)用》一文，發(fā)表于《中國(guó)環(huán)境科學(xué)》2009年，第29期，6卷，567-573頁(yè)，在此不再贅述。
[0043]四維通量法模型參照《四維通量法施工揚(yáng)塵排放模型的建立與應(yīng)用》一文，發(fā)表于《環(huán)境科學(xué)》2009年第30卷第4期，在此不再贅述。
[0044]通過排放因子，進(jìn)一步測(cè)算每個(gè)建筑裸地斑塊的TSP、PM10, PM2.5的數(shù)值。
[0045]這里需要解釋的是，排放因子包括TSP排放因子、PMltl排放因子和PM2.5排放因子，所以根據(jù)排放因子可分別算出每個(gè)建筑裸地斑塊的tsp、pm1(1、pm2.5的數(shù)值。
[0046]本發(fā)明具體實(shí)施例中，以北京為例。
[0047]遙感監(jiān)測(cè)主要采用2012年8月-10月北京市平原區(qū)Quick-Bird衛(wèi)星影像，參考2010年和2011年冬季QB、WV01、WV02、GE等影像。原始影像所有的多光譜和全色數(shù)據(jù)都以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)航空影像為基礎(chǔ)地圖進(jìn)行精糾正。平原地區(qū)多光譜數(shù)據(jù)精度糾正誤差不超過0.5個(gè)像元，全色數(shù)據(jù)精度糾正誤差在I個(gè)像元以內(nèi)。同時(shí)保證進(jìn)行融合處理的多光譜和全色影像數(shù)據(jù)相互匹配誤差不超過I個(gè)像元。平原區(qū)建筑裸地監(jiān)測(cè)滿足1: 10000比例尺要求，滿足1: 10000比例尺下視覺無偏差，圖斑屬性及邊界精度達(dá)90%以上；然后對(duì)建筑施工用地面源進(jìn)行解譯和識(shí)別，其中最小上圖面積為800平方米，生產(chǎn)比例尺為1: 6000到I: 7000，檢查比例尺滿足1: 10000條件下邊界沒有明顯差錯(cuò)。
[0048]根據(jù)建筑裸地變化的實(shí)際情況，將2012年建筑裸地分為拆遷平整階段、土石方階段、主體施工階段、主體完工未綠化階段和其他裸地五種狀態(tài)。并在解譯標(biāo)識(shí)的指導(dǎo)下，提取得到5種建筑裸地斑塊。
[0049]北京市建筑裸地核查范圍覆蓋全市16個(gè)區(qū)縣，共選取核查點(diǎn)位100個(gè)，拍攝數(shù)碼照片395幅。根據(jù)建筑裸地本身特點(diǎn)，外業(yè)路線及抽樣點(diǎn)多分布在平原區(qū)。整個(gè)抽樣路線一共涉及100個(gè)點(diǎn)，誤判率為2 %，漏判率為O ;精度評(píng)估抽樣檢查結(jié)果顯示北京市建筑裸地監(jiān)測(cè)信息提取抽樣精度在95%以上，估計(jì)精度符合項(xiàng)目要求精度。
[0050]內(nèi)業(yè)核查中，對(duì)建筑裸地成果圖斑進(jìn)行隨機(jī)抽樣，抽樣率為5% (95%的置信區(qū)間)，分別對(duì)成果圖斑的屬性精度、邊界精度進(jìn)行檢驗(yàn)。通過抽樣精度驗(yàn)證，平原區(qū)建筑施工裸地成果屬性精度為98.3 %，邊界精度為97.1 %，總體精度為95.3%，達(dá)到了精度要求。
[0051]表1.抽樣精度評(píng)估表
[0052]
專題矢量總斑樣本數(shù)抽樣屬性正屬性精邊界正邊界精總體成果塊數(shù)量 率確數(shù)量度 確數(shù)量度 精度北京市建
3425 172 5% 169 98.3% 167 97.1% 95.3%
筑裸地
[0053]利用高分遙感影像數(shù)據(jù)提取了北京市建筑裸地斑塊。2012年北京市平原區(qū)建筑裸地面積總共為140.77km2，占全市總面積的0.86%，占平原區(qū)面積的2.00%。平原區(qū)建筑裸地斑塊數(shù)總量為3441個(gè),平均斑塊面積為0.06km2。
[0054]利用四維通量法模型得到的北京市TSP的施工排放因子，并根據(jù)TSP、PM1(I與PM2.5的比例關(guān)系(PM2.5/PM1CI和PM2.5/TSP的平均值分別為55%和29% )，分別得到相應(yīng)的排放因子為0.492kg/m2/30d、0.260kg/m2/30d、0.143kg/m2/30d,該研究采用該類排放因子測(cè)算揚(yáng)塵排放量。
[0055]根據(jù)顆粒物排放因子計(jì)算得到:全市TSP、PM10和PM2.5的排放量分別是31.53萬噸、16.66萬噸、9.16萬噸。無論是哪種顆粒物的排放量，在城市發(fā)展新區(qū)與城市功能拓展區(qū)中均有較高的份額，兩區(qū)合計(jì)達(dá)到85%以上，生態(tài)涵養(yǎng)發(fā)展區(qū)、城市功能核心區(qū)的排放量則普遍較小。
[0056]圖2顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地大氣顆粒物測(cè)算方法。
[0057]如圖2所示，一種融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地大氣顆粒物測(cè)算方法，包括以下步驟:
[0058]步驟SI，獲取并處理衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，基于高分辨衛(wèi)星影像對(duì)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行觀測(cè)、判別和解譯，提取建筑裸地在目標(biāo)區(qū)域的空間分布。
[0059]所述衛(wèi)星影像采用Quick-Bird衛(wèi)星影像。
[0060]所述原始衛(wèi)星影像的多光譜和全色數(shù)據(jù)以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)航空影像為基礎(chǔ)地圖進(jìn)行幾何精糾正并進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。
[0061]所述步驟SI與步驟S2之間還有步驟S11，參考前一年或當(dāng)年其他衛(wèi)星拍攝的影像，對(duì)步驟SI中的裸地解譯結(jié)果進(jìn)行對(duì)比判別。
[0062]步驟S2，提高建筑裸地提取精度，利用外業(yè)精度評(píng)估與內(nèi)業(yè)精度審核算法，并結(jié)合相近時(shí)段的航空影像數(shù)據(jù)光譜信息，提高裸地斑塊的提取精度。
[0063]其中，建筑裸地采用人機(jī)交互解譯，提取出五種處于不同施工階段的建筑裸地斑塊，包括拆遷平整階段、土石方階段、主體施工階段、主體完工未綠化階段和其他裸地，所述以上五種階段定義如下:
[0064](I)拆遷平整階段，指處于房屋拆遷及土地平整階段的土地；
[0065](2) 土石方階段，指處于挖土階段及地基完成之前的建筑施工用地；
[0066](3)主體施工階段，指處于地基施工完成與建筑主體封頂之間的建筑施工用地；
[0067](4)主體完工未綠化階段，指房屋主體施工完成與小區(qū)未完成綠化或硬化之間的建設(shè)用地，并包括周邊與該建筑施工相關(guān)的裸地；
[0068](5)其他裸地，指一年內(nèi)未變化并無植被覆蓋的裸地；
[0069]從衛(wèi)星影像中提取以上五類建筑裸地斑塊，并分別計(jì)算五類斑塊面積。
[0070]所述步驟S2中還包括可選步驟S21，對(duì)以上建筑裸地斑塊隨機(jī)抽樣，抽樣數(shù)量為Nn,并對(duì)抽樣出的建筑裸地斑塊進(jìn)行野外實(shí)地核查,建筑裸地斑塊的總數(shù)量為N，得到非建筑裸地斑塊數(shù)量Ne，計(jì)算得到建筑裸地斑塊誤判率A = γ-，置信區(qū)間設(shè)置為95 %，在Pe大
η
于5%的情況下，重新進(jìn)行步驟S2。
[0071]所述步驟S21中，針對(duì)建筑裸地的特點(diǎn)并根據(jù)各區(qū)域地理分布特征，建筑裸地斑塊隨機(jī)抽樣包括以下原則:
[0072](I)覆蓋所有建筑裸地類別；
[0073](2)盡可能多的涉及不確定圖斑。
[0074]步驟S3，測(cè)定大氣顆粒物(TSP、PM1C1、PM2.5)排放量，利用四維通量法模型測(cè)定顆粒物排放因子，并根據(jù)排放因子和建筑裸地面積測(cè)算顆粒物排放量。
[0075]所述步驟S3中，需要分別測(cè)定五類建筑裸地的顆粒物排放因子。
[0076]所述步驟S3中，基于排放因子，進(jìn)一步測(cè)算每個(gè)建筑裸地斑塊的TSP、PM1(1、PM2.5排放量。
[0077]步驟S4，評(píng)測(cè)污染物空間分布，利用插值法擬合生成建筑裸地顆粒物空間分布。
[0078]所述步驟S4中，提取建筑裸地斑塊幾何中心點(diǎn)之后，根據(jù)TSP、PM10, PM2.5排放量，在地理信息系統(tǒng)軟件ARCGIS支持下，利用普通克里格空間插值法，分別插值生成建筑裸地顆粒物排放量的空間分布圖。
[0079]應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的上述【具體實(shí)施方式】?jī)H僅用于示例性說明或解釋本發(fā)明的原理，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。因此，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。
【權(quán)利要求】
1.一種融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地大氣顆粒物測(cè)算方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟Si，獲取并處理衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)，基于高分辨衛(wèi)星影像對(duì)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行觀測(cè)、判別和解譯，提取建筑裸地在目標(biāo)區(qū)域的空間分布； 步驟S2，提高建筑裸地提取精度，利用外業(yè)精度評(píng)估與內(nèi)業(yè)精度審核算法，并結(jié)合相近時(shí)段的航空影像數(shù)據(jù)光譜信息，提高裸地斑塊的提取精度； 步驟S3，測(cè)定大氣顆粒物(TSP、PM1C1、PM2.5)排放量，利用四維通量法模型測(cè)定顆粒物排放因子，并根據(jù)排放因子和建筑裸地面積測(cè)算顆粒物排放量； 步驟S4，評(píng)測(cè)污染物空間分布，利用插值法擬合生成建筑裸地顆粒物空間分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地顆粒物測(cè)算方法，其特征在于:所述步驟SI中，衛(wèi)星影像采用Quick-Bird衛(wèi)星影像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地顆粒物測(cè)算方法，其特征在于:所述步驟Si中，原始衛(wèi)星影像的多光譜和全色數(shù)據(jù)以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)航空影像為基礎(chǔ)地圖進(jìn)行幾何精糾正并進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地顆粒物測(cè)算方法，其特征在于:所述步驟SI與步驟S2之間還有步驟S11，參考前一年或當(dāng)年其他衛(wèi)星拍攝的影像，對(duì)步驟SI中的裸地解譯結(jié)果進(jìn)行對(duì)比判別。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地顆粒物測(cè)算方法，其特征在于:所述步驟S2中，建筑裸地采用人機(jī)交互解譯，提取出五種處于不同施工階段的建筑裸地斑塊，包括拆遷平整階段、土石方階段、主體施工階段、主體完工未綠化階段和其他裸地，其中: (1)拆遷平整階段，指處于房屋拆遷及土地平整階段的土地； (2)土石方階段，指處于挖土階段及地基完成之前的建筑施工用地； (3)主體施工階段，指處于地基施工完成與建筑主體封頂之間的建筑施工用地； (4)主體完工未綠化階段，指房屋主體施工完成與小區(qū)未完成綠化或硬化之間的建設(shè)用地，并包括周邊與該建筑施工相關(guān)的裸地； (5)其他裸地，指一年內(nèi)未變化并無植被覆蓋的裸地， 從衛(wèi)星影像中提取以上五類建筑裸地斑塊，并分別計(jì)算五類斑塊面積。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地顆粒物測(cè)算方法，其特征在于:所述步驟S2中還包括步驟S21，對(duì)以上建筑裸地斑塊隨機(jī)抽樣，抽樣數(shù)量為Nn，并對(duì)抽樣出的建筑裸地斑塊進(jìn)行野外實(shí)地核查，建筑裸地斑塊的總數(shù)量為N，得到非建筑裸地斑塊數(shù)量Ne，計(jì)算得到建筑裸地斑塊誤判率尺=}，置信區(qū)間設(shè)置為95%，在匕大于5%的情況下，重新進(jìn)行步驟S2。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地顆粒物測(cè)算方法，其特征在于:所述步驟S21中，針對(duì)建筑裸地的特點(diǎn)并根據(jù)各區(qū)域地理分布特征，建筑裸地斑塊隨機(jī)抽樣包括以下原則: (1)覆蓋所有建筑裸地類別； (2)盡可能多的涉及不確定圖斑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地顆粒物測(cè)算方法，其特征在于:所述步驟S3中，需要分別測(cè)定五類建筑裸地的顆粒物排放因子。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地顆粒物測(cè)算方法，其特征在于:所述步驟S3中，基于排放因子，進(jìn)一步測(cè)算每個(gè)建筑裸地斑塊的TSP、PM1(1、PM2.5排放量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融合地面監(jiān)測(cè)與衛(wèi)星影像的建筑裸地顆粒物測(cè)算方法，其特征在于:所述步驟S4中，提取建筑裸地斑塊幾何中心點(diǎn)之后，根據(jù)TSP、PM1(1、PM2.5排放量，在地理信息系統(tǒng)軟件ARCGIS支持下，利用普通克里格空間插值法，分別插值生成建筑裸地顆粒物排放量的空間分布圖。
【文檔編號(hào)】G01N21/84GK104198342SQ201410425346
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】李令軍, 趙文慧, 姜磊 申請(qǐng)人:北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)中心