TAHEPI 0001-2023 痕量氣體排放天空地一體化超光譜遙感溯源技術指南

ICS13.040.20CCSZ10AHEPIT/AHEPI0001—2023痕量氣體排放天空地一體化超光譜遙感溯源技術指南Technicalguideforspace-air-groundintegrationhyperspectralremotesensingtraceabilityoftracegasesemissions2023-05-25發(fā)布 2023-06-25實施安徽省環(huán)境保護產業(yè)協(xié)會??發(fā)布T/AHEPI0001T/AHEPI0001—2023目 次前言 II范圍 1規(guī)范性引用文件 1術語和定義 1技術流程 2監(jiān)測技術方法 2超光譜衛(wèi)星遙感 2超光譜水平遙感 2移動平臺超光譜遙感 3超光譜靶向成像遙感 4監(jiān)測結果及展示 4污染預警 4技術成果要求 4總體要求 4操作人員 4工作環(huán)境 4儀器搭設 5超光譜水平遙感設備搭設 5移動平臺超光譜遙感監(jiān)測設備搭設 5超光譜靶向成像遙感設備搭設 5質量控制 5不同環(huán)節(jié)質量控制要求 5儀器維護 5附錄A（資料性）痕量氣體排放天空地一體化超光譜遙感溯源技術流程圖 7參考文獻 8I前 言本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內容有可能涉及專利，本標準的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國科學技術大學提出。本文件由安徽省環(huán)境保護產業(yè)協(xié)會歸口。本文件主要起草單位：中國科學技術大學、安徽省生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心、安徽省合肥生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中（肥西）環(huán)保能源有限公司、中節(jié)能工程技術研究院有限公司、安徽蜀峰環(huán)境科技發(fā)展有限公司。II痕量氣體排放天空地一體化超光譜遙感溯源技術指南范圍本文件規(guī)定了痕量氣體排放天空地一體化超光譜遙感溯源技術指南的術語和定義、技術流程、監(jiān)測技術方法、總體要求、儀器搭設、質量控制等內容。本文件適用于工業(yè)、交通、餐飲、固廢處理等行業(yè)的有組織和無組織排放痕量氣體的溯源工作。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB3095 環(huán)境空氣質量標準GB16297 大氣污染物綜合排放標準GB37822 揮發(fā)性有機物無組織排放控制標準HJ/T55 大氣污染物無組織排放監(jiān)測技術導則HJ664 環(huán)境空氣質量監(jiān)測點位布設技術規(guī)范（試行）HJ818 環(huán)境空氣氣態(tài)污染物（SO2、NO2、O3、CO）連續(xù)自動監(jiān)測系統(tǒng)運行和質控技術規(guī)范YD/T2379.10 電信設備環(huán)境試驗要求和試驗方法第10部分：民用飛機機載設備DB13/T5529 大氣環(huán)境無人機立體監(jiān)測技術規(guī)程DB31/T310002 長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)揮發(fā)性有機物走航監(jiān)測技術規(guī)范術語和定義下列術語和定義適用于本文件。痕量氣體 tracegases110（如（（（（。本文件中的痕量氣體包括臭氧、二氧化硫、二氧化氮、氣態(tài)亞硝酸、一氧化碳等無機污染氣體，烴類、天空地一體化 space-air-groundintegration天基衛(wèi)星監(jiān)測、空基機載監(jiān)測、地基固定和移動監(jiān)測的一體化融合。超光譜遙感 hyperspectralremotesensing通過非接觸的方式獲取超高分辨率光譜，定性、定量分析痕量氣體結果的方式稱為超光譜遙感。光譜分辨率小于0.5nm的光譜統(tǒng)稱為超光譜，包括但不限于紫外、可見、紅外范圍波段的光譜。超光譜水平遙感 hyperspectralhorizontalremotesensing利用超光譜遙感設備，針對不同方位進行連續(xù)自動化監(jiān)測，獲取水平方向的氣體種類、濃度的信息。超光譜靶向成像遙感 hyperspectraltargetedimagingremotesensing1對流層柱濃度 troposphericcolumnconcentration技術流程5.6污染預警，判斷是否超標并通過即時通信的方式實時發(fā)送預警信息。技術路線流程圖可參考附錄A。監(jiān)測技術方法超光譜衛(wèi)星遙感超光譜衛(wèi)星遙感可以有效監(jiān)測空氣中痕量氣體組分及濃度分布。監(jiān)測內容可參考表1：表1 超光譜衛(wèi)星遙感監(jiān)測內容類別監(jiān)測內容單位污染氣體O3、SO2、NO2、CO等無機污染氣體1016molec/cm2(對流層柱濃度)甲醛、乙二醛等VOCs溫室氣體H2OCH4ppb（整層混合比）CO2ppm（整層混合比）時空分辨率時間分辨率：超光譜衛(wèi)星觀測的時間分辨率應不低于1天（CO2不低于30天）；空間分辨率：超光譜衛(wèi)星觀測的空間分辨率應不低于10km×10km。技術要求對目標區(qū)域開展超光譜衛(wèi)星遙感反演前，應掌握監(jiān)測區(qū)域的云量、地表反照率等參數信息。超光譜水平遙感超光譜水平遙感監(jiān)測內容可參考表2：表2 超光譜水平遙感監(jiān)測內容類別監(jiān)測內容單位污染氣體O3、SO2、NO2、HONO、CO等無機污染氣體μg/m3烴類、醛類、酮類、酯類、苯系2物等VOCs溫室氣體CO2、CH4、H2O等鹵素氧化物OF2、ClO、BrO、IO等時空分辨率時間分辨率：單個方位角宜不大于1min；空間分辨率：水平方位角間隔宜不大于90°。技術要求規(guī)劃目標監(jiān)測范圍和監(jiān)測時間，水平掃描一周獲取一組光譜的耗時宜不大于1h；移動平臺超光譜遙感移動平臺超光譜遙感包括機載遙感、車載遙感等遙感手段，監(jiān)測內容可參考表3。表3 移動平臺超光譜遙感監(jiān)測內容類別監(jiān)測內容單位污染氣體SO2、NO2、O3、CO等無機污染氣體μg/m3甲醛、乙二醛等VOCs溫室氣體CO2、CH4、H2O等機載遙感時空分辨率時間分辨率：單條光譜采集時間宜不大于1min；空間分辨率：宜不大于100m。技術要求YD/T2379.10中的試驗標準；無人機機型、外觀、工作條件、安全防護、質控等要求，可參照DB13/T5529中的規(guī)定。車載遙感時空分辨率時間分辨率：單條光譜采集時間宜不大于1min；空間分辨率：宜不大于500m。技術要求3應配備工控機、供電設備、車載衛(wèi)星定位系統(tǒng)、氣象監(jiān)控系統(tǒng)等，可參照DB31/T310002中的規(guī)定。超光譜靶向成像遙感超光譜靶向成像遙感監(jiān)測內容可參考表2。時空分辨率時間分辨率：單次成像宜不大于1h；空間分辨率：網格總數需根據痕量氣體擴散程度確定，滿足時間分辨率的同時成像網格應盡量細化，網格尺寸宜不大于10m×10m。技術要求監(jiān)測結果及展示監(jiān)測結果包括但不限于：超光譜衛(wèi)星遙感獲得主要污染源處不同氣態(tài)污染物的濃度分布圖；超光譜水平遙感獲得不同方位氣態(tài)污染物的濃度分布圖；移動平臺超光譜遙感監(jiān)測獲得不同氣態(tài)污染物濃度水平分布圖；超光譜靶向成像遙感獲得氣態(tài)污染物濃度網格化分布圖。污染預警GB16297、GB37822、行業(yè)標準及地方標準，結合地方政策及實際需求，進行分級預警。根據預警方案，判斷污染是否超標；若超標，在符合相關法律法規(guī)的前提下，通過即時通信方式將超標信息實時發(fā)送給相關負責人，實現預警并制作報告，否則直接制作報告。技術成果要求（超光譜衛(wèi)星遙感數據、3095和HJ818等相關標準；監(jiān)測數據應包含原始遙感數據和氣體反演數據等；報告應包括監(jiān)測區(qū)域、監(jiān)測內容、數據來源和成果內容等信息?？傮w要求操作人員工作環(huán)境超光譜遙感監(jiān)測應在如下工作環(huán)境中開展（超光譜衛(wèi)星遙感除外）：a) 環(huán)境溫度：（-10～55）℃；b) 相對濕度：≤85%；4c) 大氣壓：（50～106）kPa；應滿足設備正常工作的供電要求；應確保成像視野開闊、光路無遮擋。儀器搭設超光譜水平遙感設備搭設監(jiān)測點位應設置在重點污染源或污染裝置集中區(qū)域；排放源應在超光譜水平遙感儀器有效監(jiān)測范圍內；若污染源位置不明顯，應根據地理環(huán)境和氣象條件選擇可能受到污染的區(qū)域；監(jiān)測點位應滿足視野良好，與污染源之間無遮擋且可有效監(jiān)測污染情況?？蓞⒄誋J664無組織排放監(jiān)控點的布設方法。移動平臺超光譜遙感監(jiān)測設備搭設機載遙感監(jiān)測環(huán)境要求和航線規(guī)劃可參照YD/T2379.10和DB13/T5529；車載遙感監(jiān)測環(huán)境要求和航線規(guī)劃可參照DB31/T310002。超光譜靶向成像遙感設備搭設監(jiān)測點位的布設可參照HJ/T55中的要求，宜以超光譜水平遙感、移動平臺超光譜遙感得到的高值區(qū)域為成像遙感監(jiān)測目標。質量控制不同環(huán)節(jié)質量控制要求操作規(guī)范超光譜衛(wèi)星遙感：根據研究目的和需求選擇遙感數據，包括時間、分辨率、波段等；移動平臺超光譜遙感監(jiān)測：滿足5.3要求；超光譜靶向成像遙感：滿足5.4.2a)要求；監(jiān)測結果及表示：滿足5.5要求；污染預警：滿足5.6要求；技術成果要求：滿足5.7要求；現場復核：針對有組織排放需對排口采樣，無組織排放隨機選點采樣，可參照HJ664中無組織排放監(jiān)控點的布設方法。觀測并記錄風速風向、溫度等氣候條件，并與溯源結果進行對比。數據質量要求超光譜衛(wèi)星遙感：監(jiān)測內容參考表1；超光譜水平遙感：監(jiān)測內容參考表2；量程漂移：儀器24h量程漂移宜不超過±3F.S.；零點漂移：儀器24h零點漂移宜不超過±3FS.；移動平臺超光譜遙感監(jiān)測：監(jiān)測內容參考表3；超光譜靶向成像遙感：滿足8.1.2b)要求；數據處理：痕量氣體濃度反演相對誤差不宜超過20%。儀器維護儀器需定期進行遠程、現場維護，確保儀器正常工作，要求如下：5遠程維護每周宜進行2~3次，條件允許可進行每天查看。發(fā)現的問題每周統(tǒng)計匯總，并及時解決或反饋；現場維護可自行前往完成，或者通過聯(lián)系人定期協(xié)助檢查；建立質量