基于激光雷达技术的粉尘污染源监测
基于激光雷达的北京海淀区大气污染监测及预警

基于激光雷达的北京海淀区大气污染监测及预警作者:***来源:《现代信息科技》2023年第17期摘要:對PM2.5浓度进行监测及管控,对提高北京空气质量具有重要意义。
文章首先分析了北京市的空气质量现状,得出PM2.5为北京市的首要污染物。
采用车载式大气颗粒物激光雷达对北京市海淀区进行走航探测,结合GPS定位,协同粒子后向轨迹追踪图,实时掌握区域关键路径大气污染区传输情况和污染来源。
最后将100米以内的激光雷达数据与北京国控点平均数据进行对比,结果显示二者具有较好的一致性。
关键词:大气颗粒物激光雷达;PM2.5;移动走航监测;GPS定位中图分类号:TP39;X831;X87 文献标识码:A 文章编号:2096-4706(2023)17-0122-05Monitoring and Early Warning of Air Pollution in Haidian District of Beijing Based on LidarGAO Jing(School of Physics and Electronic Information, Dezhou University, Dezhou 253023,China)Abstract: Monitoring and controlling the concentration of PM2.5 is of great significance for improving the air quality in Beijing. This paper first analyzes the current air quality situation in Beijing and concludes that PM2.5 is the primary pollutant in Beijing. Using a vehicular atmospheric particle lidar for navigation detection in Haidian District of Beijing, combined with GPS positioning and particle backward trajectory tracking map, real-time grasp of the transmission situation and pollution sources of the key path atmospheric pollution area in the region. Finally, a comparison is made between the Lidar data within 100 and the average data of Beijing's national control points,and the results show good consistency between the two.Keywords: atmospheric particle lidar; PM2.5; mobile navigation monitoring; GPS positioning 0 引言北京位于东经115.7°—117.4°,北纬39.4°—41.6°,总面积为16 410.54平方千米。
使用激光雷达进行环境污染监测

使用激光雷达进行环境污染监测环境污染一直是人们关注的问题,而如何有效地监测环境污染也成为了一项重要任务。
近年来,激光雷达技术的应用在环境监测领域取得了显著的进展。
激光雷达是一种利用激光束进行测距和测量物体特性的仪器,它能够高精度地获取环境中的相关信息,从而实现对环境污染的监测和分析。
首先,激光雷达可以准确地识别和测量大气污染物。
大气污染是目前全球范围内严重的环境问题之一,而激光雷达可以通过测量大气中悬浮颗粒物的浓度和种类来确定空气质量。
激光束可以穿透空气中的污染物,并通过测量激光束的散射和吸收来获取污染物的信息。
通过定量分析激光雷达获取的数据,可以了解不同区域的空气质量状况,为环境保护部门提供技术支持和决策依据。
其次,激光雷达也可以用于监测水污染。
水污染是另一个严重的环境问题,传统的水污染监测方法往往需要采样和实验室分析,费时费力。
而激光雷达可以通过测量水体中悬浮和溶解物质的反射和散射来判断水质状况。
通过将激光束聚焦到水面上,激光雷达可以实时、快速地获取水质数据。
这种方法不仅减少了监测带来的干扰,还提高了监测的精度和效率。
此外,激光雷达还可以用于检测地表污染。
由于现代工业和人口的快速增长,地表污染的问题日益突出。
激光雷达可以通过测量地面反射和散射的激光信号来判断地表的污染程度。
激光束可以快速扫描地表,并获取地表反射率的数据。
通过对这些数据进行分析和比较,可以定量判断地表的污染情况,为环境修复和保护提供支持。
总的来说,激光雷达在环境污染监测中具有广阔的应用前景。
它不仅能够快速准确地获取相关数据,而且具有较高的分辨率和灵敏度,能够对不同环境因素进行精细化的监测和分析。
然而,激光雷达在环境监测领域的应用仍然面临一些挑战,如多波长多角度测量、数据处理与分析等问题需要进一步解决。
未来,我们可以期待激光雷达技术在环境污染监测和治理中发挥更大的作用,为改善环境质量和人类生活质量作出更大贡献。
激光雷达在环境监测中的应用

激光雷达在环境监测中的应用近年来,随着科技的飞速发展和环境问题的日益凸显,激光雷达作为一种新兴的环境监测技术,正在逐渐得到重视和应用。
激光雷达通过发射出的激光束来扫描环境,通过接收返回的激光信号来得知环境的信息,从而实现对环境的精确监测。
首先,激光雷达在空气质量监测中发挥着重要的作用。
当今社会,空气污染已成为影响人们身体健康的一个重要问题。
而传统的空气质量监测方式主要依靠人工采样分析,不仅费时费力,而且不具备实时性。
激光雷达则能够通过扫描环境中的尘埃粒子、污染气体等参数,快速获取各项指标的数据,实现对空气质量的实时监测。
这使得我们可以更加高效地掌握空气污染的状况,及时采取相应的应对措施,保障人们的健康。
其次,激光雷达在水资源监测方面也具有广阔的应用前景。
水资源是人类赖以生存的重要基础,然而随着世界人口的增长和工业化进程的加快,水污染问题日益突出。
传统的水质监测方法主要依赖于采样和实验室检测,存在着取样点少、监测频率低等问题。
而激光雷达则能够通过测量水体中的悬浮物含量、水质透明度等参数,实现对水质的高效监测。
此外,激光雷达还可以在海洋调查和海洋生态保护中发挥巨大的作用,通过扫描海洋表面的浪高、流速等指标,帮助科学家更好地研究海洋的动态变化,保护海洋生态环境。
除此之外,激光雷达还能够在城市环境监测、地质灾害监测等方面发挥重要作用。
在城市环境监测方面,激光雷达可以实现高精度的三维地形测量,帮助规划城市建设和灾害防治。
在地质灾害监测方面,激光雷达可以通过扫描山体表面的地貌特征及地层变化,提前预警地质灾害的发生,从而减少灾害造成的伤害。
然而,虽然激光雷达在环境监测中的应用前景广阔,但也面临着一些挑战和难题。
首先,激光雷达的成本相对较高,这对于一些资源有限的地区而言可能是一个问题。
其次,激光雷达在复杂环境中的监测效果有待进一步改进,如在雨雪天气条件下的监测精度会受到一定的影响。
因此,针对这些问题,我们应不断加大科研投入,改进激光雷达的技术和算法,提高其在复杂环境下的监测效果。
激光雷达让污染源无处遁形

激光雷达让污染源无处遁形作者:暂无来源:《环境与生活》 2019年第9期◎本刊记者郑挺颖◎实习生陈柳霓科技创新对打好污染防治攻坚战,起到极其重要的支撑作用。
随着环境监测市场的深入发展,我国一大批优秀的科技创新企业也随之迅速成长,为我国的环境监测事业提供先进的环境监测设备。
9月2日,《环境与生活》杂志记者来到位于北京昌平区的艾沃思科技公司,采访该公司总经理徐宝东,看看这家环境监测设备供应商是如何从无到有,一步步发展起来的。
北京艾沃思科技有限公司(AVORS)成立于2013年,是一家大气环境、气象遥感激光雷达供应商。
该司主要业务是运用激光雷达技术,在环境监测、大气治理、气象、风能等领域做出创新,为客户提供安全可信赖的产品、解决方案与技术服务。
拓宽激光雷达的应用场景艾沃思公司是由徐宝东等三人共同创建的。
其中,徐宝东毕业于长春光学精密机械学院(现名“长春理工大学”),本科和硕士都是在该校学习光学技术,研究生毕业后留校做光学检测方面的研究。
2005年,他辞职来到北京,在中国科学院参与研制成像激光雷达。
2011年,他离开中科院,到了一家环保公司,担任雷达部的部门负责人,继续研究激光雷达。
后来,他与另外两位创始人出来创业。
这两位创始人的专长与徐宝东恰好互补,一个研究软件,一个研究电路。
在接受《环境与生活》记者采访时,徐宝东介绍了其产品与传统雷达之间的区别。
传统雷达的弊端在于体积非常大,只能放在实验室,属于实验室仪器,操作时还得开个天窗来做雷达测试,检测到的数据先存到计算机里面,后期再调出来分析。
后来,出现了扫描雷达,可以扫描户外是否有污染物,但雷达非户外全天候产品,在使用上受到很多限制。
所以,徐宝东团队创新的目标就是把雷达产品市场化、便携化,让其应用场景更广泛。
首先,徐宝东团队解决户外使用和数据传输的问题,让雷达能在不同温度、湿度条件下使用,并实现数据在线监测和在线传输,设备集成度非常高;其次,他们还解决远程控制问题,运用云技术,设备只要连接互联网就可以实现远程操控,在输入雷达ID 号之后,雷达就可以连接上机器从而控制监测,成为真正的户外在线设备。
激光雷达技术在矿山生态环境监测中的应用

激光雷达技术在矿山生态环境监测中的应用矿产资源开发导致的生态环境损害问题主要包括土地损毁、生态完整性破坏、水土流失/土地荒漠化和环境污染等。
自20世纪70年代开始, 矿山生态环境遥感监测一直是国内外研究的热点问题, 一些学者利用多光谱数据对矿区植被变化和污染信息、地面沉陷和开采环境动态等进行监测; 另一些学者则利用高光谱遥感数据监测矿区重金属和黏土导致的水污染、植被污染和土壤污染等; 还有一些学者综合运用多光谱和高光谱数据开展了矿山生态环境损害的单指标或多指标监测。
上述研究多基于人工目视解译方法或基于高光谱遥感数据的应用性探索, 监测指标缺乏系统性, 尚未建立一套完整有效的矿山生态环境遥感监测体系。
同时, 由于矿山生态环境问题复杂多样, 传统遥感技术仅依靠地物的光谱信息监测各项指标, 受时空分辨率的结构性限制, 导致很多微地形无法精确识别或者获取的数据精度较低, 特别是在植被结构信息提取方面, 仅开展了水平方向上的植被覆盖研究, 无法获取植被的垂直结构参数。
激光雷达(light detection and ranging, LiDAR)由20世纪70年代美国太空总署(NASA)研发, 是继GPS应用以来遥感界的又一项技术革命。
LiDAR具有主动性强、穿透性强、扫描速度快、实时性强和精度高等特点。
目前, LiDAR技术已被应用于基础测绘、数字城市、工程测量、文物保护和变形监测等领域。
LiDAR扫描可以获取三维点云数据, 精度达到毫米级, 在矿区高精度数字高程模型(digital elevation model, DEM)和植被垂直结构参数提取方面具有独特优势。
目前, 关于LiDAR技术在矿山生态环境监测中的应用研究较少, 且集中在某一指标的监测, 例如边坡稳定性、开采沉陷、矸石山复垦等。
为此, 笔者从露天开采和地下开采所导致的不同矿山生态环境问题入手, 全面分析了LiDAR技术在矿山生态环境监测中的适用性, 探讨了LiDAR技术在矿山生态完整性损失、土地损毁和土壤侵蚀3大类指标参数提取中的应用潜力, 以期为加强矿山生态环境遥感监测提供新方法, 为矿山生态保护与修复提供高精度的数据支撑。
基于激光雷达扫描观测的散布点污染源监测

207【施测鉴工】住宅与房地产2019年11月基于激光雷达扫描观测的散布点污染源监测段蓓蕾(江苏省金威遥感数据工程有限公司,江苏 南京 210000)摘 要:进行散布点污染源监测工作,首先需要通过相关科学技术手段确定污染源的分布位置,以及确定各个污染源的类型,然后采取最为有效的清除方法。
为此,文章将对污染源的散布点进行监测,在该项工作中所使用的为激光雷达扫描观测方法,下面将进一步分析。
关键词:激光雷达;扫描观测;散布点污染源;监测中图分类号:X831 文献标志码:A 文章编号:1006-6012(2019)11-0207-01当前随着我国经济水平的不断增长,我国的私家车总量越来越多,由此也导致汽车尾气排放量不断增加,这直接造成我国空气污染严重,除了尾气排放增加污染以外,工业生产、锅炉采暖也成为造成空气污染严重的污染源。
尽管我国相关部门已经要求一些工厂企业安装空气质量监测仪器来控制有害气体的排放量,但一些工厂企业仍选择夜间工作来偷排。
为此,有关部门便选择本文所要讨论的激光雷达系统来监测污染源散布点。
1 对于激光雷达系统的概述激光雷达系统的全称为激光探测及测距系统,通过激光雷达系统的全程字面意思来看,该系统是应用激光器发射激光作为辐射源充当雷达,激光与雷达二者本没有过多的联系,二者之所以组成激光雷达系统归结于激光技术与雷达技术的融合。
组成激光雷达系统的结构有很多,其中主要分为以下五个部分,分别是用于发射激光的发射器、以光学望远镜作为变换器的天线、通过多种光学电学探测器组成的接收机、跟踪架以及信息处理系统[1]。
2 散布点污染源监测应用仪器在开展散布点污染源监测工作前,首先确定和准备监测工作所要应用到的各类仪器。
监测工作中采用的激光雷达系统为地基脉冲激光雷达,属于激光雷达主动式遥感系统。
该雷达系统与非主动式遥感系统相比的优势在于它所发射的激光垂直分辨率为15m,垂直分辨率极高。
除此之外,散布点污染源所采用的激光雷达观测仪器为CE370-2型,该型号的激光雷达观测仪器灵活性较高,操作较为简单,对于人眼的影响较小。
环境监测激光雷达在空气污染监测中的应用

环境监测激光雷达在空气污染监测中的应用环境问题一直是我们所关注的焦点,其中尤其是空气污染对人体健康和生态环境的直接影响。
近年来,环境监测激光雷达作为一项新兴技术,为空气污染监测提供了新的解决方案。
激光雷达是一种基于激光技术的远距离测量仪器,它能够高效精准地测量空气中的污染物含量,如颗粒物、气体等。
与传统的空气质量监测方法相比,激光雷达具有测量范围广、实时性强、精度高等优势。
首先,激光雷达可以实时监测空气中的颗粒物浓度。
颗粒物是空气污染中最常见的污染物之一,其对人体健康和环境生态造成的危害不容忽视。
传统的颗粒物监测方法需要收集空气样本后进行实验室分析,而激光雷达可以通过激光束扫描测量空气中颗粒物的浓度,并实时反馈监测结果。
这使得监测人员能够及时了解污染物的浓度变化,从而采取相应的控制措施。
其次,激光雷达还可以监测空气中的气体污染物。
与颗粒物不同,气体污染物通常无法直接通过目测或实验室分析来判断其含量。
激光雷达采用光谱技术,可以通过测量气体分子散射或吸收激光的特征,来确定空气中气体污染物的类型和浓度。
这不仅提高了监测的准确性,也为环境保护部门提供了更多的决策依据。
此外,激光雷达在环境监测中还有着其他的应用。
例如,利用多台激光雷达进行三维扫描,可以实时获取空气污染物的空间分布情况,帮助掌握污染源的位置和范围,从而指导合理的治理措施。
另外,激光雷达还可以结合大数据分析技术,对监测数据进行模型预测和分析,提供更全面、准确的环境污染状况评估。
然而,激光雷达在环境监测中也面临一些挑战。
首先是技术成本和设备的问题。
目前,激光雷达技术的应用仍处于初级阶段,设备价格相对较高,限制了其在广泛应用中的推广。
其次是数据处理和解释的困难。
激光雷达所获得的原始数据需要经过复杂的处理和分析,解释结果并得出准确的结论需要专业的知识和经验。
综上所述,环境监测激光雷达作为一项新兴技术,在空气污染监测中具有广阔的应用前景。
它的高效、精准的特点为我们对空气质量的了解提供了新的途径,为环境保护工作提供了有力的支持。
激光雷达技术在环境监测中的应用

激光雷达技术在环境监测中的应用随着科技的不断发展,激光雷达技术在各个领域被广泛应用,其中一个重要的应用领域就是环境监测。
激光雷达技术通过发射激光束并接收反射回来的信号,能够实时高精度地获取环境中的各种信息。
下面将给大家详细介绍激光雷达技术在环境监测中的应用。
首先,激光雷达技术在空气质量监测中起着重要作用。
空气质量是环境监测的重要指标,而激光雷达能够通过测量空气中的微小颗粒物浓度来判断空气质量的好坏。
传统的空气质量监测方法需要安装大量传感器,而激光雷达技术通过只安装一个设备,就能够实时高效地测量整个区域的空气质量,并且能够快速发现和定位空气污染源。
这对于加强空气质量监测和及时采取相应措施具有重要意义。
其次,激光雷达技术在水污染监测中也具有广阔的应用前景。
传统的水质监测方法需要人工采样和分析,费时费力,并且只能获得局部信息。
而激光雷达技术可以通过测量水体中溶解物质、浮游植物和悬浮颗粒物的浓度和分布情况,实现对整个水体的快速全面监测。
通过激光雷达技术,可以及时发现水体中的异常情况,例如污染源入侵或者水体生态系统的异常变化,为水资源的保护和管理提供科学依据。
此外,激光雷达技术在土壤污染监测和地下水资源管理方面也发挥着重要作用。
通过激光雷达技术,可以实时探测地下土层的密度、厚度和含水量,进而推断土壤污染物的浓度和分布情况。
这对于及时发现和处置土壤污染具有重要意义。
另外,激光雷达技术还可以被应用于地下水资源管理中,通过测量地下水位、水质和水体渗漏等指标,帮助决策者更好地管理地下水资源,维护生态平衡。
最后,激光雷达技术还可以在气候环境监测中发挥作用。
激光雷达技术可以测量大气中的水汽含量、云的分布和浓度,从而为气象预报和防灾减灾提供数据支持。
此外,激光雷达技术还可以用于火灾监测和风险评估,通过探测火灾烟雾和风向风速等信息,提供全面的火灾监测和防控支持。
综上所述,激光雷达技术在环境监测中的应用前景广阔。
通过激光雷达技术,可以实时高效地获得各种环境参数,为环境保护和资源管理提供科学依据。
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基于激光雷达技术的粉尘污染源监测吕阳;李正强;谢剑锋;张丰;刘小强;刘诏;谢一凇;许华;陈兴峰【摘要】针对粉尘污染点源数量多、夜间偷排偷放监测难等问题,环保监测迫切需要发展新一代遥感监测技术,为环境保护提供技术支撑.激光雷达具有远距离、全天时监测的优势,可实现对污染源的客观、全天时监测.为了验证激光雷达主动遥感技术监测粉尘污染源排放的可行性,在河北省组织了一次粉尘污染源的Lidar监测实验,在进行距离校正的基础上,发展了Lidar点源污染监测指数因子方法.结果表明:烟尘排放浓度与Lidar指数因子具有较好的一致性,校正决定系数可达0.94.在稳定排污的情况下研究Lidar指数因子的限值,结果显示,将指数因子的限值设为2.3时,与在线监测的一致性可以达到99%以上.%To address the large number of point pollution sources and shortage of night monitoring means,there is a pressing need to provide remote sensing monitoring technology supporting for environment protection.With the advantage of long range detection and the capability of working at all time,lidar can provide an objective,continuous and real-time monitoring for a point pollution source.An excess emission experiment was carried out in Hebei province to confirm the feasibility of lidar using in point pollution source monitoring.A lidar index factor method was submitted based on the distance correction.And result showed that there was a positive relationship between the dust emission concentration measured by on-line monitoring instrument and lidar index factor (r=0.94).Furthermore,with the threshold of 2.3,the detection accuracy up to 99% was achieved using lidar index factor under a stable pollution emission.【期刊名称】《中国环境监测》【年(卷),期】2018(034)002【总页数】7页(P130-136)【关键词】激光雷达;粉尘排放;点污染源【作者】吕阳;李正强;谢剑锋;张丰;刘小强;刘诏;谢一凇;许华;陈兴峰【作者单位】中国科学院遥感与数字地球研究所国家环境保护卫星遥感重点实验室,北京100101;中国科学院大学,北京100049;中国科学院遥感与数字地球研究所国家环境保护卫星遥感重点实验室,北京100101;河北省环境监测中心站,河北石家庄050000;河北省环境监测中心站,河北石家庄050000;河北省环境监测中心站,河北石家庄050000;中国科学院遥感与数字地球研究所国家环境保护卫星遥感重点实验室,北京100101;中国科学院大学,北京100049;中国科学院遥感与数字地球研究所国家环境保护卫星遥感重点实验室,北京100101;中国科学院遥感与数字地球研究所国家环境保护卫星遥感重点实验室,北京100101;中国科学院遥感与数字地球研究所国家环境保护卫星遥感重点实验室,北京100101【正文语种】中文【中图分类】X87随着经济快速发展,城市规模不断扩大,大气污染已经严重影响了人们的生产生活[1-2];虽然大部分排污企业已按要求安装了污染排放在线监测仪器来采集烟气流速、浓度及硫化物和氮化物等含量信息。
但是各厂家的监测仪器仪表不尽相同,监测数据对比性差,使得大量观测数据无法共享使用。
同时,这些仪器仪表由于安装和监管等问题,无法完全排除人为影响。
遥感技术用于大气污染探测,具有客观及非接触等优势[3-4]。
但是,常用的被动遥感,一方面受限于辐射源[5],无法实现全天时探测;另一方面受限于面观测,只能获得柱信息[6]。
激光雷达技术作为探测大气颗粒物的新型主动遥感工具[7-8],在颗粒物变化监测方面具有全天时、大范围、廓线探测等独特优势。
作为一种新型技术,激光雷达在应用到实际监测过程中时,还存在一些技术和应用方面的问题,需要通过现场实验进行梳理以获得解决和发展。
研究通过实验,对一个污染源的排污进行激光雷达监测,分析烟尘排放强度与激光雷达信号间的关系,验证激光雷达技术用于粉尘污染源排放监测的可行性。
1 实验部分1.1 主要仪器实验采用地基微脉冲激光雷达作为主要的观测仪器,该仪器型号为CE370-2(法国)[9]。
它根据大气对激光的散射、吸收等物理效应,通过定量分析激光大气回波,进行大气参数探测。
主要由激光器、发射及接收望远镜系统、光电转换系统、高速数据接收处理系统和软件系统组成。
高方向性、高亮度和高脉冲重复率,使激光雷达可以对大范围大气进行实时快速监测。
此外,微脉冲技术具有对人眼安全的优势。
激光雷达的主要技术参数见表1。
表1 CE370-2型微脉冲激光雷达主要技术参数Table 1 Specification of CE370-2 Lidar system技术指标技术参数波长/nm532激光器功率/mW50~100激光器输出能量/μJ8~20脉冲重复频率/kHz47脉冲宽度/ns<15望远镜直径/mm200激光器总光束发散度/μrad55望远镜视场(FOV)接收/μrad55垂直分辨率/m15最大垂直测量范围/km301.2 实验地点实验地点位于河北省西南部,太行山中段东麓,地势西高东低。
区域内公路、煤场、矿场、水泥厂等散布。
研究以区域内水泥厂的一个排污烟囱为观测目标(图1),通过激光雷达定点监测,分析主动激光雷达技术对偷排偷放的监测能力。
该水泥厂采用布袋除尘方式,除尘率在99%以上。
在水泥生产时,原料经过皮带机的输送进入生料磨,同时增湿塔的烟气喷入生料磨,帮助生料进行粉磨。
生料粉磨出来的物料,即生料,进入高效旋风分离器,进行分离,粉尘进入窑尾收尘器,生料落下,经过皮带机或螺旋输送机,送入生料均化库。
图1 实验地点和观测方向示意图Fig.1 Top view of observation area and direction在河北省环境监测中心站的监控下,工厂在烟囱下方安装了在线监控设备,数据实时上传至河北省环境监测中心站,并定期利用河北省环境监测中心站的标准仪器对工厂的仪器设备进行对比标定。
在线监控设备工作原理是将烟尘采样管由采样孔放入烟道,应用皮托管按等速采样要求抽取一定量的含尘气体,根据滤筒捕集的烟尘重量以及抽取的气体体积,计算颗粒物的排放浓度及排放总量。
测试仪同时应用定电位电解法定性或定量测定O2、SO2、CO、NO、NO2、H2S、CO2等气体的含量,同时提供烟气温度、含湿量等参数。
该仪器可用于各种锅炉、炉窑烟尘(气)的排放浓度或总量测定。
实验中自动烟尘(气)测试仪用于探测烟囱口处排放颗粒物的浓度,为激光雷达探测信号值的比照提供参考数据。
1.3 实验方案将水泥厂的3号窑尾烟囱作为观测对象,地表宽广平整的花坛作为观测点,该观测点距观测对象约750 m。
从2015年6月9日17∶10—10日04∶00对3号窑尾烟囱进行观测,通过观察实时数据接收界面,直观与烟尘排放浓度变化对比。
然后设置一个激光雷达信号指数因子,与在线仪器获取的烟尘排放浓度统计分析,验证两者可对比性。
实验从2015年6月9日17∶10开始。
首先进行了约3 h的观测,用以确定污染源排放的稳定性及Lidar信号的可对比性。
其中,17∶10—19∶10风速较小、大气稳定,认为是稳定排污过程;然后拔除除尘袋,增加排污强度(表2),并观察Lidar信号的变化;23∶30结束封闭气室,排污强度再次降低。
表2 激光雷达粉尘点污染源监测实验过程Table 2 The experimental process of dust point pollution source monitoring using Lidar观测时间激光雷达观测观测地点观测方式高度角/(°)方位角/(°)Lidar文件排放控制备注17∶10花坛边定点倾斜1023062 150609_092008~150609_123005开始观测Lidar观测按秒记录20∶25花坛边定点倾斜1023062150609_123005关闭阀门20∶28花坛边定点倾斜1023062150609_123005一个气室完全关闭20∶37花坛边定点倾斜1023062150609_125007开始拆袋子21∶00花坛边定点倾斜1023062150609_131008完成拆袋21∶08起风21∶14花坛边定点倾斜1023062150609_133008封闭气室门21∶23花坛边定点倾斜1023062150609_133008准备开闸21∶26花坛边定点倾斜1023062150609_133008开闸21∶39花坛边定点倾斜1023062150609_135009准备开磨机22∶23花坛边定点倾斜1023062150609_143006开风机22∶24花坛边定点倾斜1023062150609_143006开磨机23∶30花坛边定点倾斜1023062150609_153005封闭气室04∶10花坛边定点倾斜1023062 150609_155006~150609_201005结束观测2 数据处理2.1 激光雷达探测原理激光雷达探测大气的基本原理即激光与大气相互作用的机制。
激光器产生的激光束经发射到大气中,在大气中遇到空气分子、气溶胶等成分便会发生散射、吸收等作用。
散射中的小部分能量(后向散射光)落入接收望远镜视场被接收。
其基本原理可以用公式来表示:(1)式中:P(Z)为接收的信号,Z为信号到激光雷达的距离,C为激光雷达系统常数,E为激光脉冲能量,β为后向散射系数,T2为双向透过率。