中华人民共和国国家生态环境标准
HJ 1264—2022
卫星遥感细颗粒物（PM2.5）监测
技术指南
Technical guideline for fine particulate matter (PM2.5) monitoring
based on satellite remote sensing
本电子版为正式标准文本，由生态环境部环境标准研究所审校排版。
2022-07-14 发布 2023-01-15 实施
生态环境部 发 布 HJ 1264—2022
目 次
前言 ..................... ii
1 适用范围 ................... 1
2 规范性文件 ...................... 1
3 术语和定义 ...................... 1
4 总则 .................... 2
5 监测方法 ................... 4
6 结果验证 ................... 5
7 质量控制 ................... 6
附录 A（资料性附录） PM2.5浓度地理加权回归计算方法 .......... 7
i HJ 1264—2022
前言
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国大气污染防治法》，防治生态环境污染，改
善生态环境质量，规范和指导卫星遥感细颗粒物监测工作，制定本标准。
本标准规定了卫星遥感细颗粒物监测的方法、结果验证、质量控制等内容。
本标准的附录A 为资料性附录。
本标准为首次发布。
本标准由生态环境部生态环境监测司、法规与标准司组织制订。
本标准主要起草单位：生态环境部卫星环境应用中心、江苏省扬州环境监测中心。
本标准生态环境部 2022 年 7 月 14 日批准。
本标准自2023 年 1 月 15 日起实施。
本标准由生态环境部解释。
iiHJ 1264—2022
卫星遥感细颗粒物（PM2.5）监测技术指南
1 适用范围
本标准规定了卫星遥感细颗粒物监测的方法、结果验证、质量控制等内容。
本标准适用于陆地区域卫星遥感细颗粒物监测工作，作为地面监测手段的补充，用于掌握大范围细
颗粒物空间分布规律及变化趋势。
2 规范性引用文件
本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是注明日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。
凡是未注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。
HJ 93 环境空气颗粒物（PM10 和 PM2.5）采样器技术要求及检测方法
HJ 653 环境空气颗粒物（PM10 和 PM2.5）连续自动监测系统技术要求及检测方法
HJ 655 环境空气颗粒物（PM10 和 PM2.5）连续自动监测系统安装和验收技术规范
HJ 817 环境空气颗粒物（PM10 和 PM2.5）连续自动监测系统运行和质控技术规范
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1
气溶胶光学厚度 aerosol optical depth（AOD）
从地面到大气层顶垂直路径中整层气溶胶消光系数的总和，量纲为 1。
3.2
像元 PM2.5 浓度 pixel PM2.5 concentration
卫星观测1 个像元范围内的近地面大气细颗粒物平均质量浓度，计量单位为 μg /m3。
3.3
行星边界层高度 planetary boundary layer height（PBLH）
行星边界层也称摩擦层或大气边界层，是对流层的最下层，一般自地面到 1 km～2 km 高度；行
星边界层高度是指从地面到行星边界层顶的高度，表示污染物在垂直方向能被热力湍流所扩散的范围。
3.4
地理加权回归 geographically weighted regression（GWR）
一种用回归原理研究具有空间（或区域）分布特征的两个或多个变量之间数量关系的方法，在数
据处理时考虑局部特征作为权重。
1 HJ 1264—2022
4 总则
4.1 监测原理
根据 PM2.5 质量浓度与 AOD、吸湿增长因子、密度、半径、消光效率因子及行星边界层高度等因
素的转化关系计算 PM2.5 质量浓度。PM2.5 质量浓度按公式（1）计算：
4 ρ × r AOD
M(PM2.5) = ××（1）
3 Q PBLH × f(RH)
3
式中：M(PM2.5)—— PM2.5 质量浓度，μg/m；
4/3——球形粒子体积计算常数，量纲为 1；
3
ρ——PM2.5 平均密度，μg/m；
r——PM2.5 粒子有效半径，m；
Q——PM2.5 粒子平均消光效率因子，量纲为 1；
AOD——气溶胶光学厚度，量纲为 1；
PBLH——行星边界层高度，m；
RH——环境空气相对湿度，%；
f(RH)——气溶胶消光吸湿增长因子，量纲为 1。
气溶胶消光吸湿增长因子按公式（2）计算：
f (RH) = (1-RH/100)-g（2）
式中：f (RH) ——气溶胶消光吸湿增长因子，量纲为1；
1——常数，量纲为 1；
RH——环境空气相对湿度，%；
100——同温度和气压下的饱和绝对湿度，量纲为 1；
g——经验拟合系数，与气溶胶成分有关，一般可以取为1。
将公式（1）取自然对数变换为 PM2.5 质量浓度的多元线性回归关系式，见公式（3）：
（ ）
ln ( M(PM2.5))=β0+β1 ln ( AOD)+β2 ln ( HPBL)+β3 ln ( 1-RH/100)3
式中：ln——自然对数运算；
、 方程回归系数；
β0 β1 β2 β3——
3
M(PM2.5)—— PM2.5 质量浓度，μg/m；
AOD——气溶胶光学厚度，量纲为 1；
PBLH——行星边界层高度，m；
RH——环境空气相对湿度，%；
100——同温度和气压下的饱和绝对湿度，量纲为 1。
公式（ ）中参数 、 代表研究区域内的平均值，考虑到回归系数随空间位置的变化特
3 β0 β1 β2 β3
征，将公式（3）进一步扩展为卫星遥感监测 PM2.5 质量浓度的随空间回归模型，见公式（4）：
（ ）
ln ( M(PM2.5(ui,vi)))=β0(ui,vi)+β1(ui,vi) ln ( AOD)+β2(ui,vi) ln ( HPBL)+β3(ui,vi) ln ( 1-RH/100) 4
式中：ln——自然对数运算；
3
M(PM2.5)—— PM2.5 质量浓度，μg/m；
ui——第i个（i=1,2,···,n）训练样本的地理横坐标，量纲为 1；
2