中国空气质量空间分布特征与区域监测网布点优化方法
文献类型：学位论文
| 作者 | 许杰 |
| 答辩日期 | 2022-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 高锡章 |
| 关键词 | 污染物空间分布特征 驱动力 环境空气质量监测网络 空间模拟退火 布点优化方法 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 地图学与地理信息系统 |
| 英文摘要 | 更加准确的监测数据能够科学地反映出区域环境空气质量的真实情况，有助于人们了解空气污染的程度以及制定相应的解决措施。区域环境空气质量监测网络是及时有效地了解区域内环境空气质量的有效手段，优化区域环境空气质量监测网有助于提高监测数据的代表性和客观性。当前我国的国家环境空气质量监测网难以客观全面地反映复杂的空气污染现状，有关部门也在不断推进多成分大气环境监测系统的建设，目前学界对于环境空气质量网络优化的方法主要是加密污染物组分网的建设，对于优化方法上的研究还有所欠缺。以空间模拟退火模型为代表的空间抽样优化方法通过迭代策略，能够适应多种抽样要求和边界设定，较好的实现全局优化的目标。为了系统的构建区域环境空气质量监测网络布点优化方法，本文利用 2021 年国家环境空气质量监测日尺度数据、 气象数据、地理数据及社会经济数据，探究了空气污染的空间分布特点及主要 污染物影响因素。研究发现，我国的环境空气质量分布呈现出明显的区域差异 和积聚特征，在此基础上分别根据主要污染物的影响因素对模拟区域中单个污 染物的监测网进行了布点优化，根据不同研究区域的超标污染物对八个超标污 染物各不相同的研究区域的环境空气质量监测网进行了布点优化，且优化结果 的相关检验指标全部达标，最终建立并完善了一整套区域环境空气质量监测网 布点优化方法。本文取得的主要研究进展如下： （1）我国的环境空气质量分布呈现出明显的区域差异和积聚特征。从区域差异上来看，低纬度地区的环境空气质量普遍好于高纬度地区，沿海地区普遍好于内陆地区。从六项的污染物分布来看，SO2和 CO 的污染程度最轻，NO2和O3 在部分区域存在轻度污染，PM10 和 PM2.5 的污染范围和污染程度都是六项污 染物中最为严重的。AQI 的大小主要与人均 GDP、土地利用类型和人口密度有 关，此外部分污染物浓度也受到降雨量、相对湿度等环境协变量的影响。PM10 的驱动因子主要为降雨量、相对湿度和土地利用类型。PM2.5 的驱动因子主要有 人均 GDP、人口密度和降雨量。 （2）基于我国环境空气质量空间分布特征以及 PM10和 PM2.5的主要影响因 子，构建并完善了一整套区域环境空气质量监测网络布点优化方法。在探究了 空气污染的空间分布特点及主要污染物影响因素的基础上，首先根据通用协同克里格模型的理论估计误差的方差最小原则作为目标函数，以区域内应布设的 站点数目和站点周围的环境要求为约束条件。其次利用不同协变量构建了半变 异函数拟合曲线，其中基于单个污染物的拟合选取了其主要影响因素作为协变 量，基于 AQI 的拟合选取了研究区域内的超标污染物作为协变量。最后结合空 间模拟退火方法模型分别对基于单个污染物的监测网和基于 AQI 的区域环境空气质量监测网进行布点优化，且优化结果的相关检验指标全部达标，建立并完 善了一整套区域环境空气质量监测网布点优化方法。 |
| 学科主题 | 地图学与地理信息系统 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 77 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/184607]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 许杰. 中国空气质量空间分布特征与区域监测网布点优化方法[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2022. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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