基于MODIS的城市大气污染解析及规划防控方法研究——以京津冀核心区为例

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近年来我国新型城市化进程不断加快,经济社会快速发展的同时,大气污染问题已经给城市生态环境建设造成了巨大的治理压力,实现环境和社会经济的共生发展已经成为当前学术界热议的话题。气溶胶光学厚度(AOD)能代表区域大气污染状况。京津冀核心区是我国雾霾治理联动中的重要试点,本文以京津冀核心区为例,通过遥感反演2000~2019年的MCD19A2数据获得研究区AOD的时空变化,运用地理加权回归模型分别进行宏观尺度下AOD与人为活动要素和自然环境要素以及中微观尺度下研究区AOD与建成环境要素的相关性研究,探寻不同尺度下AOD的主要影响因子及其影响程度的空间分异。主要研究结论如下:(1)京津冀核心区AOD在2000-2015年间,具有明显的快速增长趋势,2015年全域AOD均值达到0.45;2015-2019年,全域AOD值大幅度降低,年均AOD值降到0.35。全域的AOD季度平均值在夏季时期可以达到顶峰,冬季为相对较低。在空间上总体呈西北低东南高的分布格局。(2)宏观尺度下京津冀核心区AOD在重污染年份和人为活动影响因素相关性比较强,均呈正相关;其他年份AOD与自然环境因素的相关性较强,气象因子中AOD与平均风速、降水量之间多呈现负相关的关系,与平均气温之间大多呈现正相关的关系,与平均相对湿度的关系存在异质性;地形地貌因子中AOD与高程和坡度多呈负相关关系;地表因子中AOD与NDVI相关关系存在空间差异,低植被覆盖区多呈正相关,高植被覆盖区多呈负相关;土地覆被因子中的林地、草地对AOD有明显的削减作用,建设用地和耕地对AOD有明显的促进作用。(3)中微观尺度下以京津冀核心区六个城市主要建成区为研究对象,探讨建成环境要素与AOD的关系。功能发展类指标中AOD与工业用地占比和交通用地占比呈负相关;地表覆被类指标中AOD受道路密度、水体和绿地占比影响较大,多呈负相关;建设强度类指标中建筑密度和容积率与AOD相关性较强。针对以上研究结论,本文利用最小阻力模型、SPSS曲线拟合等技术手段,在宏观尺度下提出了充分利用气候资源,制定城市综合节能减排政策和构建城市生态控污格局的规划策略,在中微观尺度下则针对不同城市研究区,分别提出影响AOD的相关建成环境指标的预警控制范围,并制定了相关指标的空间调控政策以及具体的空间形态优化技术。
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