基于遥感与LUR模型的西安市PM2.5时空分布研究

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1、分类号:X51310710-2015129080硕士学位论文基于遥感与LUR模型的西安市PM2.5时空分布研究刘孟雄导师姓名职称程继夏教授申请学位类别工学硕士学科专业名称环境工程论文提交日期2018年5月3日论文答辩日期2018年6月4日学位授予单位长安大学TheTemporalandSpatialDistributionofPM2.5inXi'anBasedonRemoteSensingandLURModelAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiuMengxiongSupervisor：Prof.ChengJixiaCh

2、ang’anUniversity,Xi’an,China摘要近年来，西安市雾霾事件频繁发生。为了研究西安市PM2.5时空分布情况，本研究利用Python语言编写了用于抓取空气质量监测点数据、数字地图数据与气象数据的数据爬虫软件，利用MODIS数据反演了气溶胶光学厚度（AOD），使用土地利用回归模型（LUR）构建了人口、路网、餐饮、小区等数据与PM2.5浓度的回归方程。从多个方面研究了西安市PM2.5时空分布情况。具体研究内容如下：（1）本研究利用2016年西安市全年PM2.5逐小时浓度数据，分别从季节变化、月变化和日变化分析了城区与郊区的PM2.5空间分布差异。季节变化上，城区与

3、对照点的PM2.5浓度差异均表现为：夏季<春季<秋季<冬季；月度变化上，城区PM2.5浓度值基本都高于郊区，12月份两者差异最大，7月份差异最小；日变化上0-10时城区高于郊区，且两者差异逐渐变小，11-19时两者基本相等，20-23时城区再次高于郊区对照点，且随时间推移两者差异变大。（2）分别利用暗像元法与深蓝算法对西安市2016年5-7月份全市与城区部分进行了气溶胶光学厚度（AOD）反演，并以此分析了该时段西安市PM2.5时空分布情况。暗像元法反演结果得出：西安市东北角靠近渭南地区、西安市中部长安区与蓝田交界处、户县的西南部与周至交界处、周至县的西南角等四个区域AOD较高。深

4、蓝算法反演结果得出：西安市未央区与高陵区交接处，未央区中部且偏向新城区方向，长安区与未央区交界处，雁塔区与灞桥区交界处等四个区域AOD较高。（3）利用土地利用回归模型（LUR）建立人口、路网和餐饮等数据与PM2.5浓度的回归方程，以分析不同季节西安市PM2.5空间分布情况。分析结果为不同季节的回归方程R2差异较大，表现为夏季>春季>秋季>冬季。利用所求回归方程绘制了春夏两个季节的PM2.5空间分布，得出：在春季，长安区北部，长安区、雁塔区与未央区交界处，未央区北部、灞桥区与未央区交界处，临潼区北部、阎良区与临潼区交界处PM2.5浓度比较高；夏季城区PM2.5浓度较低，长安区与未央

5、区交界处PM2.5高于其它地区。关键字：西安市；PM2.5；时空分布；气溶胶光学厚度；土地利用回归模型IAbstractInordertostudythespatialandtemporaldistributionofhazeinXi'an,adatacollectionsoftwarewascompiledwithPython,andtheaerosolopticalthicknesswasretrievedbyMODISdata.Theregressionequationofpopulation,roadnetwork,cateringandotherdataandPM2.5

6、concentrationwasconstructedbyusinglanduseregressionmodel(LUR).ThespatialandtemporaldistributionofPM2.5inXi'anisstudiedfrommanyaspects.Thecontentsofthestudyareasfollows:Firstofall,thisstudyusesthePM2.5hourlyconcentrationdataoftheyearof2016inXi'antoanalyzethespatialdistributiondifferencebetween

7、theurbanandthesuburbanareasfromtheseasonal,monthlyanddailychanges.Ontheseasonalvariation,thedifferenceofPM2.5concentrationbetweentheurbanareaandthecontrolpointshowedasfollows:summer,spring,autumnandwinter,andthedifferencewasthebiggestinspring