甘肃农业大学学生科研训练计划(SRTP)项目申请书

PAGE甘肃农业大学学生科研训练计划（SRTP）项目申请书项目名称：基于ENVI的2013年兰州和北京大气雾霾监测及成因分析申请人：李平平所在院部：资源与环境学院联系电话导教师:李纯斌职称副教授申请日期：二〇一三年十二月

一、简况表项目简况项目名称基于ENVI的2013年兰州和北京大气雾霾监测及成因分析项目类别标记（√）A、社会调查类；B、科技制作；C、√科学实验、科研类；D、其他类。经费已有0千元经费来源起止年月2013年11月至2014年11月申请1千元项目申请人姓名李平平性别男民族汉出生年月1995.01.23所在学院资源与环境专业2012地理信息系统年级2012级前一学期平均学分绩点2.58前一学期综合测评成绩81.55指导教师姓名李纯斌性别男民族土家族出生年月1972年所在院部资源与环境专业地理与地理信息系统职称副教授项目组成员姓名性别出生年月所在学院专业/年级综合考评成绩学生签名孟玲玲女1992.06资源与环境学院12地信88.8王纯男1993.04资源与环境学院12地信83.27何文学男1991.06资源与环境学院12地信78.4张耀祖男1992.01资源与环境学院12地信84.48二、立项依据（项目的意义、现状、可行性分析）项目的意义：1、大气环境监测是对大气环境中污染物的浓度，观察、分析其变化和对环境影响的测定过程。大气污染监测是测定大气中污染物的种类及其浓度，观察其时空分布和变化规律。气溶胶即是悬浮在气体中的固体颗粒物和液体微粒与气体载体共同组成的多相体系，其动力学直径大约在0．001um——100um之间，直径<10um的可吸入颗粒物(PM10)和直径小于2．5um的可入肺颗粒物(PM2.5)对人体健康有巨大危害。气溶胶颗粒的增加是近年来城市及郊区频现“灰霾”天气的一个重要原因。2、通过项目的研究可使我们更多的掌握遥感科学知识及地学知识，更深的了解遥感影像的应用价值，更好的掌握遥感影像处理方法和软件操作技能。并结合所学专业知识，扩展与遥感技术相关领域的应用能力，增强专业知识技能，培养科学研究的基本素养。3、通过对大气污染的研究，1）可以控制和改善空气质量，2）为人民生活和生产创造清洁适宜的环境，3）防止生态环境破坏，4）保护人民健康，5）促进社会经济发展。4、兰州是传统的高污染城市，在政府的持续努力下有了明显的改善，而北京的污染（雾霾）在近年来愈演愈烈。对比二者的雾霾发生条件、成因和污染程度，希望能对治理城市雾霾提供有益的研究样本，找到治理途径。项目现状：1、随着我国经济快速发展的同时，大气环境问题已日益严重，严重威胁人们的健康抑制经济的发展。对区域性的大气环境质量状况采用常规的地面监测方法进行检测，难得到准确的结果，且还需要投入大量的人员、设备和资金。而遥感技术不仅具有速度快、成本低、监测范围广等特点，其还能进行长期的动态监测，此外，遥感技术还能将有时用常规方法难以揭示的污染源及其扩散的状态发现出来。总之，遥感技术不仅能对大范围的大气环境变化和大气环境污染进行快速、动态、实时、省时省力地监测，还可以对突发性大气环境污染事件的发生、发展进行实时、快速跟踪和监测，从而就能及时采取相应的处理措施，使大气污染造成的损失大大减少。因此，遥感监测技术在大气环境理和大气污染控制中发挥着重要的作用。2、据相关的资料研究，中国城市的空气污染主要有三大来源：交通源、工业源和生活源。其中，城市中大气污染物60%以上来自汽车尾气污染。机动车的快速增加和尾气的低处理甚至无处理排放加剧了污染。3、自从美国公布了全球PM2.5的分布图，北京等城市的PM2.5含量受到关注，尤其是近断时间持续的“雾霾”天气使得市民感到恐慌，预防和治理PM2.5污染迫在眉睫。2012年全国增加了很多监测PM2.5站点，但是地面监测站毕竟不能完全均匀分布在每一个地方，卫星遥感手段以其时效性高、覆盖面广、分辨率高等优势使得快速大面积监测气溶胶情况成为可能。4、据兰州市环境监测站工作人员介绍，自供暖开始至昨日，兰州市共出现轻度污染天气5天，轻微污染天气15天，空气质量显示为中度重污染的天气只有1天，空气质量显示为良的天气22天。采暖期未出现重度和空气质量显示为优的天气。就近几个月的监测数据来看，空气污染并未较去年加重，但今年的确频繁出现阴霾天气。可行性分析：1、遥感监测就是对一段距离以外的目标物或现象通过仪器的运用来进行观测，是一种不用直接接触目标物或现象就能将所要信息收集起来，并对信息进行识别、分析、判断的高自动化的监测手段。遥感技术最突出的功能就是不需要采样就可以直接进行区域性的跟踪测量，快速定点定位污染源，核定污染范围、以及污染物在大气中的分布、扩散等，从而获得比较全面的信息。2、大气中气体分子以及大气气溶胶粒子会散射和吸收自大气上界入射到地气系统的太阳辐射，在地面所接收到的太阳辐射，包含了大气中气溶胶信息，通过接收到的辐射进行测量，就可将气溶胶的信息反演出来。目前气溶胶遥感手段中最准确的方法就是利用多波段光度计遥感来测量气溶胶光学厚度，多波段光度计遥感通常被用来对卫星遥的结果进行校验，例如毛节泰等在利用多波段光度计在对气溶胶的测量方面进行一些研究工作，如利用modis卫星资料对北京地区的气溶胶光学厚度进行了测量，同时与利用地面光度计对北京地区的气溶胶光学厚度进行的测量结果进行了比较。三、项目实施环节及实施方案项目实施方案：1.查阅相关文献，搜集北京市和兰州市的大气污染状况、雾霾天数及其汽车数量的增长等相关数据。并从相关论文、书籍中收集相关数据。2.基于遥感图像的大气分析，研究及进展情况，遥感大气污染分析的一般流程，以此为基制定本项目遥感图像处理的流程。四、预期成果1.以研究区的现有遥感影像和各种气象资料为基础，通过遥感技术图像增强中主成分分析，modis气溶胶模型等方法，能过找出更加适合大气分析的方法。(2)利用modis气溶胶模型通过对气溶胶类型、区域范围的检测，测量它对云的一些性质及太阳辐射的影响从而计算出气溶胶对大气污染的影响。2.利用分析结果，可以在验证分析结果后，对中国各大城市的大气污染以及汽车尾气排放的治理提供科学依据和指导。五、本项目的特点与创新之处1、本项目是基于遥感影像的应用，遥感影像含有丰富的大气信息，在环境监测、大气污染监测及治理、尾气排放标准等方面至关重要。因此，基于遥感影像和气象数据的信息的提取研究将为大气污染监测和改善提供有力的参考。以兰州北京2个城市的研究和对比为实例。2、本项目以最新的LANDSET8卫星携带OLI及传感器拍摄的最新遥感影像和2013年2个城市的气象资料为研究数据，利用其更细的波段特征信息、气溶胶信息，结合前人基于之前各类数据的研究成果，此次研究站在更新的平台上做出创新研究。3、结合前人运用LandsatETM+（TM）的结果，本次项目将尽可能的用到更多的卫星数据产品，使成果具有很大的丰富性。七、经费预算单位：元资料费实验费打印费交通费其它合计400150502002001000指导教师签字主持人签字八、指导教师意见签字：年月日九、专家评审意见签字：