技术依托单位

环境保护部卫星环境应用中心

适用范围

大气污染检测

技术内容

本项目是环境保护部在我国大气环境监测与管理等工作的实际需要下实施的重要项目，它在国防科工委“环境与灾害监测预报小卫星星座环境应用系统工程”、科技部“十一五”国家科技支撑计划项目“基于环境一号等国产卫星的环境遥感监测关键技术及软件研究”和高分辨率对地观测重大专项“环境保护遥感动态监测信息服务系统先期攻关”等项目的支撑下，开展了 4 年的关键技术研究和工程开发完成，大大提高了国家大气环境监测水平，填补了我国环保领域在大气气溶胶颗粒物环境遥感监测方法和业务运行方面的空白。

该项目针对我国中东部地区的 PM2.5 污染状况和区域环境空气质量监测业务化应用的迫切需要，构建了面向我国中东部地区的 PM2.5 卫星监测分区方案及各分区的 PM2.5 的光学、物理、化学等参数区域特征数据集，提出了 3 种面向我国中东部地区的 PM2.5 污染特征分区算法，形成面向我国中东部地区的 PM2.5 卫星遥感监测分区方案；发展了 6 种适用于国产和国外高分辨率卫星数据的气溶胶

颗粒物遥感反演算法模型，并研发了 1 套高分辨率和高精度的中东部地区气象要素和气溶胶精细化数值模拟三重嵌套系统，可高精度、高频次获取区域 PM2.5 遥感监测关键参数。利用地理加权回归、神经网络、支持向量机等多种算法模型建立了 5 种面向中东部地区的PM2.5 遥感反演的线性和非线性方法，并建立了 PM2.5 时空填充方法及技术路线。研发了中东部地区 PM2.5 遥感监测原型系统 1 套，完

成了气溶胶及颗粒物遥感反演等 16 个功能模块开发和集成，首次建立了集数据处理-监测指标提取-成果展示于一体的气溶胶和颗粒物遥感监测及应用平台，有效解决了大气气溶胶及颗粒物环境遥感监测工程化难题。结合地方 PM2.5 业务监测需求设计了 PM2.5 遥感监测业务化运行方案，搭建了中东部地区 PM2.5 遥感监测业务应用示范平台，在京津冀和浙江省等地区开展的大量的 PM2.5 遥感监测业务应用示范工作，形成了大量的卫星遥感 PM2.5 成果报告及数据集。研究了完成

《PM2.5 卫星遥感分区监测方法规范》调研及必要性分析工作，并编制了 1 份建议稿，对 PM2.5 卫星遥感监测的数据源、方法、产品生产、质量控制标准及技术规范进行了统一规定，确保监测产品体系更具科学性与权威性，从而为保质保量地完成 PM2.5 卫星遥感分区监测工作提供技术支持，为各类业务部门进行大气环境卫星遥感监测提供技术支持，为国家将来制定中国区域大气环境卫星遥感监测的技术标准和规范提供参考。

投资及运行效益分析

（1） 本项目形成了一套系统的 PM2.5 卫星监测分区方案及各分区的 PM2.5 的光学、物理、化学及地理、气象、质量浓度等参数特征，根据我国中东部地区的 PM2.5 污染特征，划分出五个区域。未来可进一步对区域大气污染联防联控等国家政策给予重要数据支撑。

（2） 本项目发展了多种适用于国产高分辨率卫星数据的气溶胶颗粒物遥感反演算法模型，可为国家"十三五"规划的后续高分系列、大气环境污染监测卫星等一系列国产卫星的地面业务应用系统建设提供借鉴，以强化大气环境卫星遥感业务应用体系建设。

（3） 本项目研发的高分辨率和高精度的中东部地区气象要素和气溶胶精细化数值模拟系统、PM2.5 卫星遥感监测业务原型系统，可以向中东部地区省级和地市级环保领域相关部门进行推广试用，将有助于地方环境管理能力的提升。

（4） 本项目设计了 PM2.5 遥感监测业务化运行方案，在京津冀和浙江省地区开展的大量的 PM2.5 遥感监测业务应用示范工作，该项成果进一步应用到两地的