近日，188bet足球工(gong)程科學學院(yuan)劉誠(cheng)教(jiao)授與(yu)中國科學院(yuan)合(he)(he)肥物質(zhi)188bet金宝搏在线院(yuan)胡啟后(hou)研究(jiu)員、安徽大(da)學李啟華博士合(he)(he)作，以超光譜(pu)衛(wei)星水平遙(yao)感(gan)和地基(ji)(ji)垂(chui)直遙(yao)感(gan)為基(ji)(ji)礎，結合(he)(he)人工(gong)智能(neng)方法，實現了城市(shi)尺度上水平分辨(bian)率公里級、垂(chui)直分辨(bian)率百米級的大(da)氣污染物三維(wei)分布重構，研究(jiu)成果以“Deep Learning Approach for Reconstructing Three-dimensional Distribution of NO2 on an Urban Scale”為(wei)題(ti)發(fa)表在環境遙感(gan)領(ling)域(yu)國際著名期刊Remote Sensing of Environment。
精細化三(san)維(wei)立體(ti)分布信息(xi)在理解大氣污染(ran)物的排放(fang)、傳輸、轉化機制(zhi)等方面都(dou)起著(zhu)關鍵作用(yong)。研(yan)究團(tuan)隊前(qian)期研(yan)發了超光(guang)譜衛星(xing)和地(di)基遙感的一系列裝備和反(fan)演(yan)算法，為(wei)污染(ran)物的三(san)維(wei)立體(ti)重構(gou)奠定了堅實基礎。該論文提出了一種基于殘差網絡的多(duo)模態中間(jian)融合(he)（MIF）網絡(luo)架構，將基(ji)于(yu)光譜分析得(de)到的(de)二氧化氮（NO2）水平分(fen)(fen)布和垂直廓(kuo)線，以及(ji)其它輔助數據相融合，重構(gou)了(le)合肥(fei)市(shi)日間高空間分(fen)(fen)辨率（1 km×1 km×100 m）和時間分辨率(lv)（15分鐘）的NO2時空分布，解(jie)決(jue)了單獨的衛星遙(yao)感垂直觀測(ce)能力不足、單獨的地基遙(yao)感觀測(ce)站點有限的難題，數據(ju)準確性通(tong)過(guo)與國控站點等第三方數據(ju)對(dui)比得到驗證（圖1）。
圖1. 二氧化氮重建(jian)結果驗證
基于立體分布重構結(jie)果，該研究精準(zhun)表(biao)征了城市尺(chi)度(du)上(shang)的大氣污染物三(san)維傳輸：市區(qu)近(jin)地面排放的NO2向(xiang)上傳輸，然(ran)后(hou)通過高空傳輸到郊區，并向(xiang)下沉降，導(dao)致郊區出現孤(gu)立(li)高值區（圖2）。研究成果為污(wu)染物高空(kong)傳輸精準溯(su)源提供了(le)基于實測數據(ju)的技(ji)術支(zhi)撐，在大(da)氣污(wu)染精準防(fang)治(zhi)中具(ju)有廣(guang)泛的應(ying)用前(qian)景(jing)。
圖2. 二(er)氧(yang)化氮(dan)重建結果(guo)與模式模擬二(er)氧(yang)化氮(dan)結果(guo)。其中（b）展示了(le)重建結果(guo)識別到的(de)污染物高空傳輸(shu)現象
該(gai)研(yan)究得到了(le)國家(jia)自然科(ke)學基金(jin)、國家(jia)重點(dian)研(yan)發計(ji)劃等項目的資助。188bet足球精(jing)(jing)密機械(xie)與精(jing)(jing)密儀器系(xi)博士生張治(zhi)國為該(gai)論文第一作(zuo)者，188bet足球劉誠(cheng)教授、安徽大(da)學李(li)啟華博士、中國科(ke)學院合(he)肥物質188bet金宝搏在线院胡啟后研(yan)究員為該(gai)論文通訊作(zuo)者。
論文(wen)鏈接：//doi.org/10.1016/j.rse.2025.114678
(精(jing)(jing)密(mi)機械與精(jing)(jing)密(mi)儀器系)