一种新型的3D可视激光雷达系统在环境及气象领域的应用

当前中国正处于经济快速增长时期，高速发展的工业生产和经济建设，同时带来了对环境的影响。如何改善空气质量，治理大气污染，是我国面临的重要问题。一段时间以来，空气质量问题备受关注，频繁出现的"雾-霾"天气、污染较重天气的持续存在以及对人类身体造成的巨大危害等严重问题，引起了全世界各国的关注。国务院总理李克强2月12日主持召开国务院常务会议，研究部署进一步加强雾霾等大气污染治理。一是加快调整能源结构;二是发挥价格、税收、补贴等的激励和导向作用;三是落实各方责任，对各地“ 大气污染十条措施”的落实情况进行严格考核，考核结果还会向社会公开，以期通过考核促进各项工作顺利开展。

气溶胶及其前体物排放源有很大的地区性差异，气溶胶及其光学特性在全球范围内分布很不均匀，且具有浓度、粒子尺度范围宽，空间分布复杂，随时间变化快的特性。基于此，高空及水平探测污染物变化走势就尤为重要，对气溶胶的观测包括对气溶胶垂直分布和水平区域监测的研究需要不断加强。一款新型的3D可视激光雷达系统可垂直探测高空污染聚散状况，还可水平了解区域范围内污染分布。
3D可视型激光雷达(micro-pulse lidar)提供了一种观测气溶胶垂直分布和水平污染的有效手段, 同时它具有体积小、对人眼安全和可长时间连续无人值守观测等优点, 逐渐开始被广泛应用于大气边界层高度、气溶胶消光系数廓线、气溶胶光学厚度及云的光学厚度等的长时间观测以及直接输出颗粒物浓度值。3D可视型激光雷达能够有效的监测立体空间的PM10/PM2.5的浓度分布，对于开展PM2.5的成因分析和城市灰霾天气的预警预报提供有效帮助。特有的水平扫描功能，结合智能摄像技术与GIS电子地图，可定点和定区域监控污染物的水平分布特征和演变规律，揪出造成污染的“真凶”。从而为城市空气质量监测站点的合理布局，了解城市范围内的污染物区域分布，污染源头的有效控制，PM10/PM2.5污染源的溯源分析提供支持。同时，还可以“组网式”布控整个城区的重要区域，对内部扬尘和外部飘尘以及跨境输送等难题做进一步研究.