基于实船结构监测数据的异常检测及处理方法

目的 获得高质量实船结构监测数据,减少数据因外界干扰造成的异常现象,现开发一套面向真实海况的实船结构监测数据的异常处理方法。方法 将统计学中的Z-score异常检测方法与数据处理中常用的平均值计算法相结合,实现对船舶结构应力数据的异常处理。基于正常信号创建含有异常现象的验证数据,对新的异常处理方法进行精度验证。结果 相比Hampel滤波法、Smooth平滑函数等传统的信号处理方法,Z-score异常检测及平均值计算方法的异常处理精度最高,且以此为基础计算的结构信号统计值准确度较好。结论 Z-score异常检测及平均值计算方法可实现真实海况下的实船结构监测数据的异常处理,并在结构应力数据的价值挖掘上可提供有力支撑。     

ArcGIS在大气污染源排放清单建立中的应用研究

以重工业城市唐山为例,在收集已有排放源数据的同时,结合唐山市环境空气质量状况,利用地理信息系统(ArcGIS)对污染企业的位置及污染物排放量、浓度参数建立网格模型,采用反距离权重法及区位商法对污染源及污染物的空间分布进行估算分析,形成准确完善的多尺度、高时空分辨率大气污染源排放清单.为京津冀地区区域大气污染联防联控及2020年大气污染物区域消减计划打下数据基础.     

基于火灾试验的FDS大涡模拟非均匀网格优化

为了研究火灾FDS数值模拟结果与网格划分之间的关系,基于全尺寸钢结构厂房火灾试验,对火灾情况下厂房内温度分布等进行了分析,同时在该试验的基础上,通过均匀网格划分法和非均匀网格多分区法对火源正上方8.5m处烟气温度进行了数值模拟,并将模拟结果与试验数据进行对比。结果表明:对敏感性较高的火源区域和羽流区域进行网格加密,得到的模拟结果与试验数据更为接近。采用非均匀网格划分法能有效地提高模拟精度,并在一定程度上减少了模拟时间,是处理大空间火灾数值模拟的一种较好的方法。     

特征雷达图的设计及其在大气污染成因分析中的应用

为了更好地利用环境监测数据进行污染成因分析,提出数学算法,对多种污染物进行百分比成分谱化,并除以一定时期（或一定区域）的平均值,从而得到标准化特征谱,以消除污染物浓度变化的影响以及不同污染物间浓度值差异的影响;通过设计特征雷达图的方式,直观和快速地展现大气污染特征在时间序列和空间上发生的变化特征,为环境管理部门利用空气质量常规监测数据开展动态决策提供便利.该方法既可利用单点历史数据开展历史特征雷达图分析,也可基于区域多站点数据开展区域特征雷达图分析.该方法在时间序列上可以判断出偏沙尘污染型、偏燃煤污染型、偏二次颗粒物污染型、偏机动车污染型、偏烟花污染型等多个污染类型;在区域分布中可以判断出偏燃煤污染区、偏机动车污染区、偏钢铁污染区等多个区域类型.该方法除可应用于空气质量常规监测数据外,也可应用于其他组分数据如碳质组分、水溶性离子组分及元素组分等数据的分析.      

两种不同DEM处理方法提取的水系比较

水系不但是重要的自然地理要素,而且对防洪减灾、资源开发等有着重要意义。基于DEM的坡面径流法是最为常用的水系提取方法,其提取精度直接取决于DEM中洼地的处理方法。为了比较不同DEM处理方法对水系提取精度的影响,本文以江西省潦河流域为例,利用基于DEM数据的J&D算法及基于辅助数据的AGREE方法来处理实验区DEM,然后利用坡面径流法提取水系。结果表明,经两种方法后均可以提取出连续的水系,且提取水系的等级、数量及长度相差不大;在提取精度上,在受人类活动影响较小的山地丘陵地区两种方法提取的水系比较吻合,而在平坦地区或受人类活动影响较大的地区提取的水系差异较大,且AGREE方法处理后提取的水系精度较高。     

磁法应用于填埋场渗漏检测的可行性论证

针对填埋场防渗膜(高密度聚乙烯,缩写为HDPE)膜上介质含水率不同的特点,提出利用磁法检测填埋场渗漏(简称磁法测漏).通过修正高压直流电法渗漏检测模型,定性分析了填埋场防渗膜漏洞附近磁场的分布情况.结果表明:当检测区域背景磁感应强度波动小于0.5 nT时,利用磁法检测填埋场渗漏有效可行;但当检测区域背景磁感应强度波动大于0.5 nT时,磁法测漏须通过比较固定点处供电电源在通、断电情况下的磁感应强度差异来判断,这在大面积范围内的工程上较难实现,仅可用于局部防渗膜的漏洞检测;由于影响磁场分布的因素较多,提高磁法测漏的抗干扰能力仍需进一步研究.      

应用遥感技术监测珠江口大气状况

采用航天遥感技术方法对广东珠江口区域大气污染物分布进行宏观的面状调查，分析了卫星遥感像元信息构成的物理机制。通过实验证明，像元信息可概化为土壤、植被、水体等基本信息类型的线性集合与污染气体信息的简单叠加，用多波段卫星遥感数据，经公式计算，从美国陆地卫星5号的数据直接定量提取区域大气污染气体累加浓度的信息表明，该污染信息将对珠江口大气污染状况有较客观、形象地再现。     

网络环境安全下网格数据管理研究

随着科技水平的快速提高,网络环境的安全问题已成为影响数据资源有效利用率的重要因素,为了更加高效、快速地利用海量数据资源,专家学者针对网络安全环境下的数据资源技术手段,提出了新的网络计算概念——"网格技术".网格技术是一种拥有较大数据存储、处理分析能力的新型网络技术,可通过局域网或者广域网提供的共享数据资源,解决不同领域...     

基于地下电学特征变化监测场地污染的研究

地球物理的方法是检测环境污染场地的主要手段之一,但该类方法存在检测灵活性差、时间间隔长、检测效果差等缺点。论文研发了一种新型的分布式电法系统来检测环境污染场地。从分布式电法系统原理入手,通过硬件设计及实现,同时结合现有成熟软件,对设备系统进行研发及试验。该新型分布式电法系统采取全通道、多极距的数据采集方法,通过三维数据采集、管理、反演及解释精确反映出污染场地污染范围。通过模型试验结果表明:新型分布式电法对污染导电模型电势反应灵敏,三维观测法可从不同角度、方位和距离观测污染渗漏带,保证无论污染渗透发生在何处,都能获得多个最佳观测值,且一次供电所有电极进行数据采集,可有效避免电源不一致性问题;野外试验结果表明:该新型分布式电法采集系统可快速、直观、准确地反映出试验浇灌电极点,反演结果能有效突出地质体电阻率变化情况,异常体位置明显。反演结果是复杂地表和地下三维构造体的综合反映对复杂地表条件适应性更强;观测数据能准确地反映地下介质三维空间电阻率分布,提取到的信息完整、真实准确,成像结果更有利于三维地质构造体的准确定位,利用三维数据体可任意切片提取重点区域的电阻率信息。通过多次检测可实现对环境污染变化情况进行动态监测,为环境岩土污染调查及检测提供了有效的参考依据。     

浙江省2008~2018年人为源氨排放清单及分布特征

以浙江省为研究区域,通过收集11个地级市各类氨排放的活动水平数据,采用排放因子法建立了2008~2018年浙江省人为源氨排放清单,并利用ArcGIS进行1 km×1 km空间网格分配.结果表明,2008~2018年浙江省人为源氨排放量总体呈现下降趋势,年均下降率约3.97%;2018年浙江省氨排放量为108.52 kt,其中农业源为90.02 kt,非农业源为18.50 kt,排放强度为1.03 t ·km^-2;杭州市、嘉兴市和温州市的氨排放量高于其他城市,分别占全省总量的14.72%、11.86%和11.80%;空间分布特征显示,氨排放主要分布在浙江省北部区域,呈现出"北高南低"的排放趋势;不确定性分析表明,氨排放量模拟平均值为108.37 kt,在95%置信区间的不确定度范围为-5.40%~5.60%.     

近50年华北地区降水量时空变化特征研究

利用华北地区(京、津、晋、冀、鲁、豫)92个气象台站近50年的逐日气象数据,采用趋势分析法和小网格法分析华北地区降水量的时空变化规律,并利用G IS工具实现空间分异表达。结果表明:华北地区降水相对较少,年均降水量为614 mm。年均降水量呈由东南向西北逐渐减少的趋势。春季降水纬向分布明显,而夏季降水经向分布更为突出,秋冬季降水与年降水分布相似。随着年降水量由多到少变化,多雨区由东部沿海向南部地区移动,少雨区呈由中西部地区向中北部地区移动的趋势。该区降水年际变异性强,年降水和夏季降水均呈明显的降低趋势,春季降水略呈升高趋势,冬季降水升高趋势更为明显。1980年为由多雨期向少雨期的转折点,降水量存在8~10 a的显著振荡周期。20世纪60年代为月降水正距平出现最多的时期,而80年代和90年代为月降水负距平出现最多的时期。华北地区降水量季节性差异明显,夏季降水集中,全年65%~85%的降水量集中在6—9月。     

大气多环芳烃区域迁移转化模型比较与关键影响因素:以京津冀地区为例

针对芘(Pyr)和苯并[a]芘(BaP),以京津冀地区2014年为例分别构建CMAQ和BETR模型系统开展数值模拟,对比评估两种模型对PAHs大气迁移转化的模拟效果,并利用XGBoost模型识别CMAQ中影响PAHs环境行为的关键大气物理化学过程和参数.结果表明,BETR和CMAQ模拟年均值与实测年均值比值基本在1/2～2之间,且CMAQ模拟值和实测值季节变化趋势相同,验证了两类模型结果的可靠性.同时,将CMAQ模型9 km网格模拟浓度平均至27 km网格并和BETR模拟浓度的对比结果显示,BETR模型Pyr和BaP模拟浓度平均分别约为CMAQ年均模拟浓度的1.59倍和1.38倍,两类模型在年均浓度水平和空间分布方面具有较好的可比性.基于XGBoost模型的SHAP变量重要性分析表明,边界层高是对Pyr和BaP迁移转化影响最大的气象因素,其重要性在所有因素中占比高达22%～35%,在部分城市和污染物中对浓度变化的贡献甚至超过排放量,且和两种PAHs浓度呈显著负相关;PAHs浓度水平其次受风速影响最大,且风速和PAHs浓度呈负相关关系;风向对不同城市污染物浓度的影响则各不相同.     

具有趋势变异的非一致性东江流域洪水序列频率计算研究

世界众多江河洪水序列形成的环境背景“一致性”已不复存在,传统极值流量分析的“极值理论”需修正。东江流域变化环境后,龙川和河源站年最大日流量序列M-K检验通过0.01 显著水平,呈下降趋势。采用时间变化矩模型对年最大日流量序列作非一致性处理,选择5 种分布线型、8 种趋势模型共40 种模型进行比较。结果表明,龙川站对数正态分布搭配CP趋势（均值和标准差相关且具有抛物线趋势）模型、河源站Gumbel分布搭配CP趋势模型拟合效果最优。水文情势变化后,传统洪水重现期概念应该被修正。基于传统频率分析方法得到的100 a 一遇洪水设计值,均表现出其重现期由水利工程建设前小于100 a 一遇变化到2000 年后的大于400 a 一遇,而非100 a 一遇。若仍采用传统方法计算,两站均会高估设计洪水量级。非一致性背景下,推荐考虑现状时间基点下的洪水设计值。     

密切值法和污染损失率法在水环境质量评价中的应用与比较

简要论述了近几年应用较多的密切值评价法和污染损失率法的应用原理与评价过程,并以兰州黄河水质断面监测结果为实例计算,排序评价结果显示与指数评价结果具有良好的一致性,最后分析指出两种评价方法的计算特点及应用价值。     

气候变化背景下“气候产量”计算方法的探讨

气候变化对于粮食安全的影响已成为全球变化研究的热点问题之一。在研究过去几十年尺度上的气候变化对粮食产量影响的程度时,常规的研究方法是利用实际产量的数据拟合出以时间为变量的趋势产量,实际产量与趋势产量的差值即为气候产量。但这种方法在评估气候变暖对粮食产量的影响时存在一定缺陷。在常规算法的基础上,论文提出一种改进算法,即通过选取基准时段,建立反映气候要素与作物单产关系的函数表达式,来估计非基准时段内的气候产量,这种方法主要适用于气候要素存在趋势性变化的时段。以黑龙江省为例,将改进算法和常规算法进行比较,结果显示应用改进算法得到的气候产量更能真实地反映气候变暖对水稻产量的影响。     

认知与方法论双视角下建筑工人不安全行为的研究现状及发展趋势分析

鉴于不安全行为发生时工人处在一个特定主体、空间及时间的三维空间,并存在与之相对应的总体效度、生态效度和时间效度,采用定性方法对认知与方法论双视角下建筑工人不安全行为的研究现状及发展趋势进行了多维度、多效度分析。结果表明:当前认知视角下建筑工人不安全行为研究主要采用具有较高总体效度的自我报告法、行为观察法等传统研究方法,而具有较高生态效度的环境仿真模拟实验研究方法和具有较高时间效度的基于相关穿戴设备的生理实验研究方法也有所涉及。在现状分析基础上,论证了维度集成、效度集成是方法论视角下未来研究的发展趋势,而基于穿戴设备认知实验的方法集成是适应这一发展潮流的关键突破方向。最后,结合事件相关电位(ERP)等认知测量新工具的优缺点证实了上述研究方法的集成是可行的。     

利用马尔柯夫过程预测锡林河流域草原退化格局的变化

以我国北方典型草原模式地段之一的锡林河流域草原为研究对象,根据研究区两个时期遥感影像解译的植被类型图衍生出草原植被退化图。在对草原退化图统一网格化后,计算各网格草原退化指数,并加以分级,确定不同草原退化等级之间转移概率,并应用马尔柯夫模型预测锡林河流域草原退化格局的演变趋势。结果表明:如果不采取防止草地退化的根本性措施,草原退化态势还将继续下去。以每个网格草原退化指数值为各网格草原退化状况划分依据,以3km×3km网格为统计单元,在流域总面积为10701km₂情况下,预测结果是:2005年,锡林河流域草原退化为3级的网格总面积是3776km₂,占流域总面积的35.29%;4、5级网格面积之和为5427km₂,达到流域总面积的50.71%。2025年,锡林河流域草原退化为3级的网格面积总和是3389km₂,占流域总面积的31.67%;4、5级网格面积之和为6406km₂,达到流域总面积的59.86%。     

湖泊和水库中藻类去除方法的研究进展

由于富营养化的影响，在我省少部分湖泊和水库中多次发生因藻类的强烈光合作用而产生的高pH值污染和藻类毒素对饮用水的污染等现象。该文综合了除藻的各种方式以及对环境的污染和对人体健康的影响等多种因素，认为以生物除藻和物理除藻两种方法比较适合我省的实际情况。     

Trend surface analysis of forest landscape pattern in Guandishan forest region of Shanxi,China

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｌｍｏｓｔａｌｏｆｌａｎｄｓｃａｐｅｓａｒｅｓｐａｔｉａｌｙｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｍｏｓａｉｃｓｏｆｌａｎｄｃｏｖｅｒｏｒｈａｂｉｔａｔ（Ｆｏｒｍａｎ，１９９５）．Ｔｈｅｓｐａｔｉａｌａｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｒｓｐａｔ...     

深圳大气中VOCs的二次有机气溶胶生成潜势

使用气溶胶生成系数法和产率法,对深圳四季5种芳香烃和异戊二烯所生成的二次有机气溶胶(SOA)量分季节计算并比较得出:四季中除春季外,其余三季产率法计算得到的SOA量均高于生成系数法计算的结果,四季所生成SOA的平均值分别为(2.48±2.02)μg/m3和(2.10±1.21)μg/m3. 2种方法计算结果均为夏季SOA的生成量最大,秋季和冬季次之,春季最小.生成系数法计算得出人为源和天然源的贡献分别为96%和4%,而产率法得到两种源的贡献分别为86%和14%.将生成系数法和产率法计算得到的夏季SOA值与实测值进行比较,发现计算值均低于实测值,分别占实测值的21%和31%.最后计算芳香烃和异戊二烯的自由基反应速率得出,与OH自由基反应是其生成SOA最主要的途径,比例为75%,与NO3自由基和O3的反应比例分别为22%和3%.在生成SOA速度上,苯乙烯的速度最快,苯的速度最慢.