【摘 要】
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随着城市机动化的快速发展,汽车尾气排放已成为主要的城市空气污染源.汽车尾气中含的主要污染物有：CO、HC、Nox、SO2、Pb、固体颗粒物等.在欧美,大中城市各类主要污染物的40％一90％来自机动车尾气；在我国,2005 年北京市机动车排放对大气污染物中CO、HC、NO 的分担率分别达到63.4％、73.5％和46％,而在上海市中心城区分担率分别为86％、96％和56％.同时,近年来汽车保有量的持
【机 构】
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上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院 智能交通与无人机应用研究中心 上海 200240
【出 处】
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第19届中国大气环境科学与技术大会暨中国环境科学学会大气环境分会2012年学术年会
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随着城市机动化的快速发展,汽车尾气排放已成为主要的城市空气污染源.汽车尾气中含的主要污染物有：CO、HC、Nox、SO2、Pb、固体颗粒物等.在欧美,大中城市各类主要污染物的40％一90％来自机动车尾气；在我国,2005 年北京市机动车排放对大气污染物中CO、HC、NO 的分担率分别达到63.4％、73.5％和46％,而在上海市中心城区分担率分别为86％、96％和56％.同时,近年来汽车保有量的持续增加,也已成为尾气排放导致城市空气污染加剧的重要因素,引起了人们的高度关注.因此,研究大气环境与城市交通的关系具有非常重要的意义.目前,基于交通排放的城市空气质量监测研究,大多集中在城市宏观层面(如根据卫星影像的大尺度城市环境污染研究)和单个车辆的微观层面(如MOVES 尾气排放模型),很少从与生活密切相关的中观层面(如交叉口、路段和生活小区)进行研究.由于交通网络和流量具有时空分布的特点,由此引起的空气污染也有其时空分布的规律.基于卫星影像的宏观层面的环境污染研究难以表现这种时空分布的特点,基于单个车辆的微观层面的研究又难以分析尾气排放的3-D 积聚和扩散效应.而且现有的MOVES 模型缺乏实际监测空气质量数据的模型校正.此外,伴随着人们活动的范围从单一地面到垂直空间的发展趋势,研究不同高度上大气污染物的分布变化也尤其重要.因此,有必要在中观层面观测和分析空气污染的时空4-D 分布,并结合城市形态、交通系统和用地性质研究空气污染物时空分布的机理,为城市规划和环境管理政策提供科学依据.本研究将尝试利用无人机(UAV)搭载微型空气质量检测器,收集不同时空的空气污染信息,研究城市大气环境的4-D 分布规律及影响因素.无人机具有视域广、灵活机动、时空观测连续等特点,利用便携式视频摄像头和微型空气污染物检测器,能迅速收集不同区域内交通状况和空气污染情况,有效地克服了地面监测设备数量不足和垂直空间无法难以测量的问题,为定量研究城市形态、交通对空气质量的影响提供了重要的数据来源.同时,我国国务院和中央军委2010 年印发《关于深化我国低空空域管理改革的意见》,给UAV 在民用领域的推广提供了机遇.目前已在广东和兰州等地进行试点,2015 年将全面实现低空管制开放,本研究正好迎合了这一契机,将奠定UAV 在4-D 环境质量监测及人类活动对环境影响研究的基础.本研究以上海市作为研究对象,利用UAV 技术、视频处理技术和微型空气污染物监测技术,实现对大范围城市区域的空气污染物、交通和用地的连续观测.本演讲将汇报以下三个方面的初步研究成果：移动式微型空气污染物检测器的精度分析,CO、PM2.5 时空分布的初始研究,并探讨利用UAV 技术和微型空气污染物监测技术研究大气污染物4-D 分布的可行性和存在的问题,及今后发展的方向.
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