武汉市大气pm10浓度空间分布特征及其影响因素研究

《武汉市大气pm10浓度空间分布特征及其影响因素研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、华中农业大学硕士学位论文武汉市大气PM10浓度空间分布特征及其影响因素研究姓名：岳辉申请学位级别：硕士专业：园林植物与观赏园艺指导教师：周志翔201206武汉市大气PMl0浓度空间分布特征及其影响因素研究捅要大气可吸入颗粒物PMl0已成为我国大中城市的首要空气污染物，并严重影响城市生态环境及居民身体健康，探讨区域PMl0浓度的空间分布特征及其影响因素具有重要的理论与现实意义。本文以武汉市为研究对象，拟利用武汉市2008—2010年MODIS卫星遥感监测的大气气溶胶光学厚度(AOD)与地面站点监测的PMl0质量浓度数据建立回归关系模型，并选择近3年九月份具有代表性日期的MOD

2、IS．AOD空间分布数据，应用遥感和地理信息系统技术，利用以上模型计算合成武汉市各时期大气可吸入颗粒物PMl0浓度的空间分布，在此基础上收集建设用地面积比例、水体面积比例、地形起伏度、植被指数NDVI与地表温度5个PMl0浓度空间分布的影响因素数据，利用Arcgis与SPSS软件定量分析各因素对大气PMl0浓度空间分布的影响。主要研究结果如下：(1)三个时期的武汉市大气气溶胶光学厚度(AOD)空间分布均呈现出明显的空间差异性，综合来看，主城区的洪山区与武昌区以及郊区的东西湖区、蔡甸区东北部、江夏区北部一直都是AOD高值区，这些地区普遍人口与建筑分布密集，人类生活与生产活动频

3、繁；而郊区的黄陂区北部、新洲区东部与江夏区南部一直都是AOD低值区，这些地区耕地、林地较多，工业活动较少，这表明人类活动对AOD的空间分布影响较大。(2)对比2008．2010年大气气溶胶光学厚度(AOD)与大气可吸入颗粒物PMl0质量浓度建模数据的全年与四季相关性分析，表明经过标高订正过的AOD与经过湿度订正过的PMl0浓度两者间的相关系数均比订正前两者的相关系数有所提高。再对比建立的AOD与PMl0浓度两者间的线性、对数函数、指数函数、乘幂函数与一元二次方程五种回归关系模型，建立的五种春季AOD与PMl0浓度模型的决定系数《只是略高于0．3，整体偏低于全年及其他三季；建

4、立的全年及夏季AOD与PMl0浓度模型的R2能高于O．4，位居中间；而建立的秋季及冬季AOD与PMl0浓度模型的R2位于首位，均能达到O．5以上。最终根据R2大小的排序筛选出全年以及四季武汉市AOD与PMl0浓度两者通过回归方程F检验的最优数学模型为：全年为线性模型，春季为指数函数模型，夏季为一元二次方程模型，秋季为线性模型，冬季为对数函数模型，且利用各自的检验数据所做的模型精度检验结果均能达到70％以上，表明这些模型均具有实际使用意义。(3)三个时期的武汉市大气PMl0浓度空间分布均呈现明显的分布特征，而且这种空间分布特征与AOD的空间分布特征基本保持一致。综合来看，主城

5、区的洪山区与武昌区一直为PMl0浓度的高值区，这两个区频繁的人类生活与生产活动形华中农业大学2012届硕士研究生学位论文成了高污染区；郊区的蔡甸区东北部、汉南区以及江夏区北部一直都表现为PMl0浓度的高值区，原因是蔡甸区拥有大面积的采矿业，形成了大量的采矿迹地，汉南区有大量成片的乡镇与旱田，湖泊与林地相对较少，江夏区北部己靠近主城区，随着城市化进程的加速，这里已经形成了人口与建筑密集的景观格局；而郊区的黄陂区北部、新洲区东部以及江夏区南部一直都处于PMl0浓度低值区，主要有由于这些地区以耕地、林地为主要土地类型，水域面积较大，相对来说工业活动较少，这就表明人类活动对PMl0

6、浓度的贡献很大。(4)三个时期的五个影响因素与PMl0浓度的偏相关分析表明，除了2009年9月7日当日的PMl0浓度与水体面积比例无显著相关性以外，三个时期的其它所有因素与PMl0浓度均表现出极显著的相关性。建设用地面积比例、水体面积比例与PMl0浓度均呈现极显著的正相关，表明PMl0浓度随着建设用地面积比例、水体面积比例的增大而增高；地形起伏度、植被指数NDVI、地表温度与大气PMl0浓度均呈现极显著的负相关，表明PMl0浓度随着地形起伏度、植被指数NDVI、地表温度的升高而降低。但每个时期的各个因素与PMl0浓度偏相关系数绝对值的大小排序结果并不一致，相一致的是水体面积

7、比例均排在末位，表明水体面积比例对PMl0浓度空间分布的影响力是最小的，而植被指数NDVI均排在前三位，表明植被指数NDVI对PMl0浓度空间分布的影响力较大。(5)三个时期的五个影响因素的主成分分析结果表明，三个时期特征值大于1的主成分都为两个，但是它们的累计贡献率均在60％．70％之间，此值较低，这就说明还有其它因素影响PMl0浓度空间分布，这五个因子对PMl0浓度的解释力度不够大。三个时期的主成分载荷矩阵结果并不完全一致，保持一致的为植被指数NDVI这一影响因素一直在第一主成分上有较高荷载，三个时期依次为0．