一、平臺(tái)介紹

環(huán)境空氣質(zhì)量對(duì)人類健康、經(jīng)濟(jì)發(fā)展嚴(yán)重影響。自2013年與2018年我國分別實(shí)施《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》和《打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》以來，歷時(shí)10余年完成了全國主要污染源的排查治理，空氣質(zhì)量大幅提升，我國成為全球空氣質(zhì)量改善速度最快的國家。為持續(xù)深入打好藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，切實(shí)保障人民群眾身體健康，2023年11月30日國務(wù)院印發(fā)《空氣質(zhì)量持續(xù)改善行動(dòng)計(jì)劃》，以降低細(xì)顆粒物濃度為主線，大力推動(dòng)氮氧化物和揮發(fā)性有機(jī)物減排，突出精準(zhǔn)、科學(xué)、依法治污，加強(qiáng)源頭防控?，F(xiàn)階段，污染源精準(zhǔn)排查與監(jiān)測(cè)問題已成為大氣污染治理的首要問題。

衛(wèi)星遙感是大區(qū)域尺度空氣污染快速監(jiān)測(cè)的重要技術(shù)手段，具備監(jiān)測(cè)效率高、結(jié)果客觀真實(shí)、性價(jià)比高的優(yōu)勢(shì)特征，也是大氣污染靶區(qū)快速準(zhǔn)確排查的重要手段，是現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測(cè)體系必要組成部分。2024年3月15日，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《關(guān)于加快建立現(xiàn)代化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)體系的實(shí)施意見》，指出目前我國立體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)還存在明顯短板，長(zhǎng)期以來監(jiān)測(cè)體系更多依賴地面監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，天、空監(jiān)測(cè)能力比較欠缺。明確提出加快衛(wèi)星、航空等遙感技術(shù)將融入監(jiān)測(cè)體系，健全天空地海一體化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，補(bǔ)齊一體化監(jiān)測(cè)能力的短板，打造生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的“千里眼”。?

中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院遙感科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開創(chuàng)我國大氣環(huán)境衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用的先河，結(jié)合二十余年大氣環(huán)境衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，融合衛(wèi)星遙感、大氣模式及污染源大數(shù)據(jù)等技術(shù)，自主研制的大氣污染精準(zhǔn)定位溯源平臺(tái)（簡(jiǎn)稱“溯源平臺(tái)”），具備對(duì)全國、各省及市縣范圍大氣污染高效監(jiān)測(cè)與靶區(qū)動(dòng)態(tài)溯源能力，可應(yīng)用于大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理的相關(guān)科研與應(yīng)用領(lǐng)域，服務(wù)于空氣質(zhì)量的持續(xù)改善。

圖1 ?大氣污染精準(zhǔn)定位溯源平臺(tái)主頁面

二、核心功能

溯源平臺(tái)專門面向我國新時(shí)期空氣質(zhì)量持續(xù)改善所需要解決的污染源難以快速、準(zhǔn)確鎖定問題而設(shè)計(jì)，優(yōu)勢(shì)功能如下：

1、主要大氣污染物區(qū)域空間分布監(jiān)測(cè)

對(duì)全國、省、市及區(qū)縣范圍大氣氣溶膠光學(xué)厚度、細(xì)顆粒物PM2.5、顆粒物PM10、二氧化硫SO2、二氧化氮NO2、臭氧O3、一氧化碳CO以及甲醛HCHO等參數(shù)濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)：

（1）PM2.5和PM10日間逐小時(shí)監(jiān)測(cè)，空間分辨率為1km╳1km；

（2）二氧化硫SO2、二氧化氮NO2、臭氧O3、一氧化碳CO、甲醛HCHO等每日監(jiān)測(cè)1次、空間分辨率達(dá)3.5km╳7km;

（3）支持臭氧O3垂直廓線濃度觀測(cè)；

（4）當(dāng)日可獲得全域范圍監(jiān)測(cè)結(jié)果;

（5）數(shù)據(jù)精度達(dá)國際先進(jìn)水平、國內(nèi)領(lǐng)先水平。

圖2 ?部分大氣污染物監(jiān)測(cè)效果樣例圖

2、臭氧污染相關(guān)影響因素監(jiān)測(cè)

針對(duì)引起臭氧生成的氣溫、輻射等氣象因素，及天然BVOC的植物覆蓋等關(guān)鍵因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)：

（1）風(fēng)速、風(fēng)向監(jiān)測(cè)，空間分辨率達(dá)到5km╳5km；氣溫監(jiān)測(cè)，空間分辨率達(dá)到5km╳5km；

（2）空氣濕度監(jiān)測(cè)，空間分辨率達(dá)到5km╳5km；

（3）基于靜止衛(wèi)星的太陽輻射監(jiān)測(cè)，空間分辨率達(dá)到2km╳2km；

（4）植被覆蓋及植物排放揮發(fā)性有機(jī)物（BVOC）空間分布監(jiān)測(cè)，空間分辨率達(dá)1km╳1km。

圖3? 部分臭氧污染影響相關(guān)因素監(jiān)測(cè)效果樣例圖

3、污染熱點(diǎn)動(dòng)態(tài)鎖定與高疑似污染企業(yè)解析

溯源平臺(tái)融合衛(wèi)星遙感與大氣數(shù)值源解析技術(shù)，追蹤污染演變過程，定量解析污染物來源。通過智能目標(biāo)鎖定算法，可動(dòng)態(tài)鎖定全國、省、市及區(qū)縣范圍內(nèi)細(xì)顆粒PM2.5及臭氧O3污染熱點(diǎn)區(qū)域位置。結(jié)合地面污染源排放特征，動(dòng)態(tài)解析高疑似污染企業(yè)，提高污染源排查效率，實(shí)現(xiàn)污染源非現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程排查：

（1）可根據(jù)監(jiān)測(cè)需要，實(shí)現(xiàn)每日、周、月等動(dòng)態(tài)排查；

（2）最小鎖定目標(biāo)區(qū)域范圍達(dá)1km╳1km；

（3）可解析電力生產(chǎn)、化石燃燒源、工藝過程源等四十余種重點(diǎn)污染源企業(yè)。

圖4? 污染熱點(diǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與污染企業(yè)解析樣例圖

4、秸稈焚燒監(jiān)測(cè)

秸稈焚燒是空氣污染的重要污染源之一，溯源平臺(tái)對(duì)全國、省、市及區(qū)縣范圍進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警、測(cè)算過火面積及評(píng)估對(duì)空氣質(zhì)量影響：

（1）秸稈火點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)日夜每10min監(jiān)測(cè)1次；

（2）實(shí)時(shí)獲取火點(diǎn)位置、溫度及輻射能量等信息，誤判率不高于5%，支持現(xiàn)場(chǎng)管控；

（3）準(zhǔn)確定位過火區(qū)域，自動(dòng)測(cè)算過火面積；

（4）支持對(duì)未來5天秸稈焚燒適宜性預(yù)報(bào)；

（5）定量評(píng)估秸稈焚燒對(duì)空氣質(zhì)量影響。

圖5? 2024年4月6日東北地區(qū)秸稈焚燒火點(diǎn)監(jiān)測(cè)

5、沙塵監(jiān)測(cè)

沙塵雖然不是人為污染物，但其嚴(yán)重影響空氣質(zhì)量，近幾年呈現(xiàn)高發(fā)狀態(tài)，溯源平臺(tái)可動(dòng)態(tài)捕捉沙塵空間分布：

（1）支持對(duì)沙塵空間分布及強(qiáng)度的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，空間分辨率為2km╳2km；

（2）支持沙塵晝夜連續(xù)監(jiān)測(cè)，時(shí)間分辨率為10min一次，有效捕獲沙塵完整擴(kuò)散過程；

（3）支持沙塵過境影響范圍、面積及時(shí)間準(zhǔn)確核算。

（4）支持沙塵擴(kuò)散趨勢(shì)短臨預(yù)報(bào)。

圖6? 2024年3月28日華北地區(qū)沙塵空間分布監(jiān)測(cè)

6、揚(yáng)塵源精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)

揚(yáng)塵源是各城市建成區(qū)顆粒物污染的重要來源之一，溯源平臺(tái)可精確識(shí)別揚(yáng)塵源：

（1）根據(jù)需要，實(shí)現(xiàn)揚(yáng)塵源每月、季度以及年等不同頻率監(jiān)測(cè)；

（2）可識(shí)別揚(yáng)塵源最小面積不大于100 m2；

（3）可識(shí)別揚(yáng)塵源位置、范圍、苫蓋以及顆粒物排放等狀況。

圖7 ?揚(yáng)塵源監(jiān)測(cè)樣例

7、空氣質(zhì)量治理效果評(píng)估

溯源平臺(tái)通過對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域治理前后的污染物濃度變化，進(jìn)行污染治理效果客觀評(píng)估。

三、應(yīng)用情況

溯源平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)自2008年開始在全國范圍內(nèi)開始研究與示范應(yīng)用，支持生態(tài)環(huán)境部、北京、深圳、廣東、廣西、浙江、江蘇、青海、四川、內(nèi)蒙、湖北、河北、河南、山西、黑龍江、遼寧、吉林、鄭州等多個(gè)省市級(jí)生態(tài)環(huán)境部門大氣環(huán)境業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)能力構(gòu)建工作。

先后服務(wù)于2008年北京第二十九屆奧運(yùn)會(huì)、2014年南京第二屆青奧會(huì)、2016年G20杭州峰會(huì)、2017年廈門金磚峰會(huì)、2018年上合青島峰會(huì)、2022年北京冬奧會(huì)、2023年杭州第十九屆亞運(yùn)會(huì)、2023年成都第三十一屆大運(yùn)會(huì)以及多屆上海進(jìn)博會(huì)等國家重大賽事活動(dòng)的空氣質(zhì)量保障工作。

四、獲獎(jiǎng)榮譽(yù)

溯源平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)曾獲得國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2次，獲得省級(jí)及行業(yè)級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)3次。

溯源關(guān)鍵技術(shù)支撐的四川省“空天地”一體化大氣污染監(jiān)測(cè)溯源技術(shù)體系于2024年3月入選生態(tài)環(huán)境部在全國范圍評(píng)選出的12例生態(tài)環(huán)境智慧監(jiān)測(cè)優(yōu)秀案例，是大氣環(huán)境遙感領(lǐng)域唯一入選案例。

五、如需了解更多信息，可聯(lián)系陶老師，電話010-64889545，郵箱：taojh@aircas.ac.cn

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