京津冀及周边地区是中国PM2.5污染最重的区域之一,利用卫星遥感技术监测大范围的PM2.5时空分布变化是一种先进的重要手段.本研究首先基于暗像元算法利用FY-3B/MERSI与AQUA/MODIS对京津冀及周边区域进行了遥感AOT反演和验证分析;然后,引入气象资料和地面观测资料利用GWR模型反演了区域PM2.5浓度,并对遥感反演结果进行了交叉验证评估,综合对比分析了MERSI和MODIS的气溶胶及PM2.5遥感监测能力;最后,利用MERSI数据对2017年第一季度京津冀及周边区域的PM2.5月均浓度时空分布变化情况进行了初步探索分析.结果表明:FY-3B/MERSI在气溶胶及PM2.5遥感监测能力方面略优于AQUA/MODIS,MERSI反演的1km分辨率AOT和PM2.5与地面站点实测结果的决定系数R2分别为0.76 μg/m3和0.79 μg/m3,均方根误差分别为0.26 μg/m3和28 μg/m3,平均绝对误差分别为0.16 μg/m3和15 μg/m3,能基本满足对京津冀及周边区域PM2.5的精细化监测需要.2017年第一季度京津冀及周边区域PM2.5月均浓度遥感监测结果表明该区域的PM2.5空间分布格局与地形地貌关系密切,高值区整体上沿太行山脉成带成片;从时间变化来看,1-3月呈逐月下降的趋势,其中3月份PM2.5区域浓度较1月和2月有大幅下降.这说明FY-3\MERSI遥感反演产品能为环境质量监测和环境管理工作效果评估提供有效参考,本研究对国产卫星在大气环境遥感业务中的大力发展应用有重要参考意义.
京津冀及周边 FY-3B/MERSI AOT PM2.5 卫星遥感