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Estimating ground level NO2 concentrations over central-eastern China using a satellite-based geographically and temporally weighted regression model

Qin, Kai und Rao, Lanlan und Xu, Jian und Bai, Yang und Zou, Jiaheng und Hao, Nan und Li, Shenshen und Yu, Chao (2017) Estimating ground level NO2 concentrations over central-eastern China using a satellite-based geographically and temporally weighted regression model. Remote Sensing, 9 (9), Seiten 1-20. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/rs9090950. ISSN 2072-4292.

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Offizielle URL: http://www.mdpi.com/2072-4292/9/9/950

Kurzfassung

People in central-eastern China are suffering from severe air pollution of nitrogen oxides. Top-down approaches have been widely applied to estimate the ground concentrations of NO2 based on satellite data. In this paper, a one-year dataset of tropospheric NO2 columns from the Ozone Monitoring Instrument (OMI) together with ambient monitoring station measurements and meteorological data from May 2013 to April 2014, are used to estimate the ground level NO2. The mean values of OMI tropospheric NO2 columns show significant geographical and seasonal variation when the ambient monitoring stations record a certain range. Hence, a geographically and temporally weighted regression (GTWR) model is introduced to treat the spatio-temporal non-stationarities between tropospheric-columnar and ground level NO2. Cross-validations demonstrate that the GTWR model outperforms the ordinary least squares (OLS), the geographically weighted regression (GWR), and the temporally weighted regression (TWR), produces the highest R2 (0.60) and the lowest values of root mean square error mean (RMSE), absolute difference (MAD), and mean absolute percentage error (MAPE). Our method is better than or comparable to the chemistry transport model method. The satellite-estimated spatial distribution of ground NO2 shows a reasonable spatial pattern, with high annual mean values (>40 μg/m3), mainly over southern Hebei, northern Henan, central Shandong, and southern Shaanxi. The values of population-weight NO2 distinguish densely populated areas with high levels of human exposure from others.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/114044/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Estimating ground level NO2 concentrations over central-eastern China using a satellite-based geographically and temporally weighted regression model
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Qin, KaiSchool of Environment Science and Spatial Informatics, China University of Mining and Technology, Xuzhou, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rao, LanlanSchool of Environment Science and Spatial Informatics, China University of Mining and Technology, Xuzhou, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Xu, Jianjian.xu (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2348-125XNICHT SPEZIFIZIERT
Bai, YangCollege of Environment and Planning, Henan University, Kaifeng, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zou, JiahengSchool of Environment Science and Spatial Informatics, China University of Mining and Technology, Xuzhou, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hao, NanEuropean Organization for the Exploitation of Meteorological Satellites, Darmstadt, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Li, ShenshenInstitute of Remote Sensing and Digital Earth, Chinese Academy of Sciences, Beijing, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Yu, ChaoInstitute of Remote Sensing and Digital Earth, Chinese Academy of Sciences, Beijing, ChinaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:September 2017
Erschienen in:Remote Sensing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:9
DOI:10.3390/rs9090950
Seitenbereich:Seiten 1-20
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Müller, RichardNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kokhanovsky, Alexander A.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Deneke, HartwigNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pfeifroth, UweNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:2072-4292
Status:veröffentlicht
Stichwörter:NO2; ground level; OMI; GTWR; China
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt Klimarelevanz von atmosphärischen Spurengasen, Aerosolen und Wolken, R - Atmosphären- und Klimaforschung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > Atmosphärenprozessoren
Hinterlegt von: Xu, Dr.-Ing. Jian
Hinterlegt am:18 Sep 2017 10:51
Letzte Änderung:14 Dez 2019 04:26

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