TAHEPI 0001-2023 痕量氣體排放天空地一體化超光譜遙感溯源技術(shù)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(shù)指南Technicalguideforspace-air-groundintegrationhyperspectralremotesensingtraceabilityoftracegasesemissions2023-05-25發(fā)布 2023-06-25實(shí)施安徽省環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)??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(shù)語和定義 1技術(shù)流程 2監(jiān)測技術(shù)方法 2超光譜衛(wèi)星遙感 2超光譜水平遙感 2移動(dòng)平臺(tái)超光譜遙感 3超光譜靶向成像遙感 4監(jiān)測結(jié)果及展示 4污染預(yù)警 4技術(shù)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(shè) 5超光譜水平遙感設(shè)備搭設(shè) 5移動(dòng)平臺(tái)超光譜遙感監(jiān)測設(shè)備搭設(shè) 5超光譜靶向成像遙感設(shè)備搭設(shè) 5質(zhì)量控制 5不同環(huán)節(jié)質(zhì)量控制要求 5儀器維護(hù) 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(shù)流程圖 7參考文獻(xiàn) 8I前 言本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容有可能涉及專利，本標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)提出。本文件由安徽省環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)歸口。本文件主要起草單位：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、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(shù)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(shù)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(shù)指南的術(shù)語和定義、技術(shù)流程、監(jiān)測技術(shù)方法、總體要求、儀器搭設(shè)、質(zhì)量控制等內(nèi)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(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB16297 大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB37822 揮發(fā)性有機(jī)物無組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)HJ/T55 大氣污染物無組織排放監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則HJ664 環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)位布設(shè)技術(shù)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(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行和質(zhì)控技術(shù)規(guī)范YD/T2379.10 電信設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)要求和試驗(yàn)方法第10部分：民用飛機(jī)機(jī)載設(shè)備DB13/T5529 大氣環(huán)境無人機(jī)立體監(jiān)測技術(shù)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(jī)物走航監(jiān)測技術(shù)規(guī)范術(shù)語和定義下列術(shù)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(jī)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(jī)載監(jiān)測、地基固定和移動(dòng)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(jié)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(shè)備，針對不同方位進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)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(shù)流程5.6污染預(yù)警，判斷是否超標(biāo)并通過即時(shí)通信的方式實(shí)時(shí)發(fā)送預(yù)警信息。技術(shù)路線流程圖可參考附錄A。監(jiān)測技術(shù)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(nèi)容可參考表1：表1 超光譜衛(wèi)星遙感監(jiān)測內(nèi)容類別監(jiān)測內(nèi)容單位污染氣體O3、SO2、NO2、CO等無機(jī)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(shí)空分辨率時(shí)間分辨率：超光譜衛(wèi)星觀測的時(shí)間分辨率應(yīng)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(yīng)不低于10km×10km。技術(shù)要求對目標(biāo)區(qū)域開展超光譜衛(wèi)星遙感反演前，應(yīng)掌握監(jiān)測區(qū)域的云量、地表反照率等參數(shù)信息。超光譜水平遙感超光譜水平遙感監(jiān)測內(nèi)容可參考表2：表2 超光譜水平遙感監(jiān)測內(nèi)容類別監(jiān)測內(nèi)容單位污染氣體O3、SO2、NO2、HONO、CO等無機(jī)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(shí)空分辨率時(shí)間分辨率：單個(gè)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(shù)要求規(guī)劃目標(biāo)監(jiān)測范圍和監(jiān)測時(shí)間，水平掃描一周獲取一組光譜的耗時(shí)宜不大于1h；移動(dòng)平臺(tái)超光譜遙感移動(dòng)平臺(tái)超光譜遙感包括機(jī)載遙感、車載遙感等遙感手段，監(jiān)測內(nèi)容可參考表3。表3 移動(dòng)平臺(tái)超光譜遙感監(jiān)測內(nèi)容類別監(jiān)測內(nèi)容單位污染氣體SO2、NO2、O3、CO等無機(jī)污染氣體μg/m3甲醛、乙二醛等VOCs溫室氣體CO2、CH4、H2O等機(jī)載遙感時(shí)空分辨率時(shí)間分辨率：單條光譜采集時(shí)間宜不大于1min；空間分辨率：宜不大于100m。技術(shù)要求YD/T2379.10中的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)；無人機(jī)機(jī)型、外觀、工作條件、安全防護(hù)、質(zhì)控等要求，可參照DB13/T5529中的規(guī)定。車載遙感時(shí)空分辨率時(shí)間分辨率：單條光譜采集時(shí)間宜不大于1min；空間分辨率：宜不大于500m。技術(shù)要求3應(yīng)配備工控機(jī)、供電設(shè)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(nèi)容可參考表2。時(shí)空分辨率時(shí)間分辨率：單次成像宜不大于1h；空間分辨率：網(wǎng)格總數(shù)需根據(jù)痕量氣體擴(kuò)散程度確定，滿足時(shí)間分辨率的同時(shí)成像網(wǎng)格應(yīng)盡量細(xì)化，網(wǎng)格尺寸宜不大于10m×10m。技術(shù)要求監(jiān)測結(jié)果及展示監(jiān)測結(jié)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(dòng)平臺(tái)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(wǎng)格化分布圖。污染預(yù)警GB16297、GB37822、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及地方標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合地方政策及實(shí)際需求，進(jìn)行分級預(yù)警。根據(jù)預(yù)警方案，判斷污染是否超標(biāo)；若超標(biāo)，在符合相關(guān)法律法規(guī)的前提下，通過即時(shí)通信方式將超標(biāo)信息實(shí)時(shí)發(fā)送給相關(guān)負(fù)責(zé)人，實(shí)現(xiàn)預(yù)警并制作報(bào)告，否則直接制作報(bào)告。技術(shù)成果要求（超光譜衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、3095和HJ818等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)包含原始遙感數(shù)據(jù)和氣體反演數(shù)據(jù)等；報(bào)告應(yīng)包括監(jiān)測區(qū)域、監(jiān)測內(nèi)容、數(shù)據(jù)來源和成果內(nèi)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(yīng)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(yīng)滿足設(shè)備正常工作的供電要求；應(yīng)確保成像視野開闊、光路無遮擋。儀器搭設(shè)超光譜水平遙感設(shè)備搭設(shè)監(jiān)測點(diǎn)位應(yīng)設(shè)置在重點(diǎn)污染源或污染裝置集中區(qū)域；排放源應(yīng)在超光譜水平遙感儀器有效監(jiān)測范圍內(nèi)；若污染源位置不明顯，應(yīng)根據(jù)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(diǎn)位應(yīng)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。可參照HJ664無組織排放監(jiān)控點(diǎn)的布設(shè)方法。移動(dòng)平臺(tái)超光譜遙感監(jiān)測設(shè)備搭設(shè)機(jī)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(shè)備搭設(shè)監(jiān)測點(diǎn)位的布設(shè)可參照HJ/T55中的要求，宜以超光譜水平遙感、移動(dòng)平臺(tái)超光譜遙感得到的高值區(qū)域?yàn)槌上襁b感監(jiān)測目標(biāo)。質(zhì)量控制不同環(huán)節(jié)質(zhì)量控制要求操作規(guī)范超光譜衛(wèi)星遙感：根據(jù)研究目的和需求選擇遙感數(shù)據(jù)，包括時(shí)間、分辨率、波段等；移動(dòng)平臺(tái)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(jié)果及表示：滿足5.5要求；污染預(yù)警：滿足5.6要求；技術(shù)成果要求：滿足5.7要求；現(xiàn)場復(fù)核：針對有組織排放需對排口采樣，無組織排放隨機(jī)選點(diǎn)采樣，可參照HJ664中無組織排放監(jiān)控點(diǎn)的布設(shè)方法。觀測并記錄風(fēng)速風(fēng)向、溫度等氣候條件，并與溯源結(jié)果進(jìn)行對比。數(shù)據(jù)質(zhì)量要求超光譜衛(wèi)星遙感：監(jiān)測內(nèi)容參考表1；超光譜水平遙感：監(jiān)測內(nèi)容參考表2；量程漂移：儀器24h量程漂移宜不超過±3F.S.；零點(diǎn)漂移：儀器24h零點(diǎn)漂移宜不超過±3FS.；移動(dòng)平臺(tái)超光譜遙感監(jiān)測：監(jiān)測內(nèi)容參考表3；超光譜靶向成像遙感：滿足8.1.2b)要求；數(shù)據(jù)處理：痕量氣體濃度反演相對誤差不宜超過20%。儀器維護(hù)儀器需定期進(jìn)行遠(yuǎn)程、現(xiàn)場維護(hù)，確保儀器正常工作，要求如下：5遠(yuǎn)程維護(hù)每周宜進(jìn)行2~3次，條件允許可進(jìn)行每天查看。發(fā)現(xiàn)的問題每周統(tǒng)計(jì)匯總，并及時(shí)解決或反饋；現(xiàn)場維護(hù)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(zhì)量