基于PlanetScope影像的广西钦州市黑臭水体识别方法研究

城市黑臭水体实质上是由环境保护和城市建设两者发展不平衡产生的,也是我国当下生态环境保护工作的重点之一。针对城市黑臭水体监测评价这一热点难点展开研究,以钦州市主城区为研究区域,以高频次重访的高空间分辨PlanetScope遥感影像为数据源,结合两期的实地采样数据,分析黑臭水体表观光学特性,利用黑臭水体与一般水体光谱曲线差异特征,提出近红外(NIR)单波段阈值法、HI指数法、EHI指数法和NDBWI指数法以及基于色度法的饱和度识别算法。城市黑臭水体与一般水体在蓝、绿和红波段(455～670 nm)的相同点是反射率偏低,不同点在于一般水体在455～670 nm处的光谱曲线斜率高于黑臭水体,在红波段处反射率达到极大值,在红波段和近红外波段开始下降,而黑臭水体此波段范围内反射率开始大幅升高。识别结果表明,NIR单波段阈值法识别准确率较低,存在较大偏差;HI指数识别准确率为57. 14%; EHI指数和饱和度法对黑臭水体的识别准确率均为78. 57%; NDBWI指数的识别准确率最高,达90%以上。     

基于高分影像的城市水体遥感综合分级方法

城市水体是城市生态系统中的重要组成部分,为此,针对城市水体提出了一种基于国产高分影像的水环境遥感综合评价方法.在2017～2019年间的南京、无锡、常州和扬州市等城市多次水体采样工作的基础上,分析了城市水体光谱特征与水质参数的相应关系.基于国际标准的色度转换模型和FUI(forel-ule index)水色指数,构建了...     

基于贝叶斯卷积网络的农村黑臭水体遥感识别算法研究

准确、快速监测农村黑臭水体分布情况是农村黑臭水体治理的重要任务.针对农村黑臭水体底数不清、人工排查效率低等问题,本文通过分析黑臭水体实测水质数据及光谱特征,选择水体清洁指数（WCI）、归一化黑臭水体指数（NDBWI）和反射率光谱指数（BOI）作为黑臭水体特征指标,基于深度学习算法,构建联合光谱与黑臭水体指数的贝叶斯多特征融合黑臭水体识别模型,实现了利用GF-2遥感影像对农村黑臭水体的遥感识别.结果表明：本文方法对六安市、阜阳市和宿州市4个农村区域黑臭水体和一般水体的识别,总体精度为86.72%,综合评价指标为80.21%,交并比为67.82%,Kappa系数为0.84,与典型阈值方法和机器学习常用方法相比,各指标均高于其他方法.此外,对比消融实验结果,贝叶斯卷积模块和全局注意力机制使本文提出的黑臭水体遥感识别算法性能得到显著提升.综上,本文方法对农村黑臭水体的监测和管理工作具有一定的指导意义.     

基于决策树的城市黑臭水体遥感分级

水体黑臭程度遥感监测是了解城市水质现状和综合评价城市水环境治理效果的重要手段.以南京、常州、无锡和扬州为研究区,共采集171个样点,同步测量水质参数和光学参数,分析黑臭水体与一般水体的水色和光学特征,构建决策树模型进行重度黑臭水体、轻度黑臭水体和非黑臭水体（记为一般水体）识别.结果表明：①根据色度可将水体分为1~6类水体,其中,类型1~4为黑臭水体,分别为灰黑色、深灰色、灰色和浅灰色水体,类型5和类型6水体为一般水体,分别为绿色系和黄色系水体;②类型1水体的非色素颗粒物和有色可溶性有机物含量高,但色素颗粒物的吸收并不占主导,类型2和5水体的吸收以色素颗粒物吸收占主导,类型3、4和6水体的吸收以非色素颗粒物吸收占主导;③根据六类水体的反射光谱差异用黑臭水体差值指数（difference of black-odorous water index,DBWI）、三波段面积水体指数（green-red-nir area water index,G-R-NIR AWI）、绿光波段反射率和归一化黑臭水体指数（normalized difference black-odorous water index,NDBWI）构建的水体分类识别决策树,能够有效识别出重、轻度黑臭水体和一般水体;④将决策树模型应用于2019年4月9日扬州的PlanetScope影像上,并利用10个同步过境点进行验证,整体识别精度达到80.00%,K值达到0.67.通过水色分类后的城市水体分级模型方法,可推广应用于类似的水体,为黑臭水体监管提供技术方法.     

上海市黑臭水体光谱特征分析及遥感识别方法探究

黑臭水体识别对全面开展黑臭水体整治及长效监管具有重要意义.为探究上海市黑臭水体的识别方法,以其2017年黑臭水体名录为研究对象,选取105条段河道样本,于2018年7—8月进行现场调查,开展水质监测、光谱测量、光谱分析、遥感识别及验证.结果表明:（1）依据上海市中小河道黑臭地方判定标准,样本中共有49个黑臭水体,56个一般水体.（2）将遥感反射率(R_rs)作为光谱分类的主要依据,光谱数据预处理后,共得到4个主要反射峰（F）和3个主要吸收谷（G）,根据波峰波谷位置特征,可将样本分为三类一般水体（GW）、三类黑臭水体（BOW）.（3）R_rs平均值光谱曲线显示,BOW1、BOW3两类水体在550～700 nm处的光谱曲线与其他四类水体存在明显差异,更易识别和区分,而BOW2与GW2两类水体的光谱曲线形态差异较小,增加了识别难度.（4）根据拟合多光谱曲线,提出角度α1法和比值法组合成的角度-比值联合法,经识别验证,黑臭水体的综合识别率为95.92%,对一般水体的误判率为39.29%.（5）将归一化比值模型（BOI法）、黑臭水体斜率指数（SBWI法）、...     

城市黑臭水体治理与水体改善长效性技术研究

近年来我国城市的黑臭水体治理问题已经进入了攻坚阶段,总结上一阶段的优秀经验和相应技术,为我国水体改善长效机制的建设进行技术储备。本文从城市黑臭水体的危害入手,重点总结了物理修复技术和生态修复技术,两种主要的黑臭水体治理手段,在实际应用中,上述两种技术取得了较好的成果,为今后城市黑臭水体的治理提供一定的借鉴。     

城市黑臭水体治理攻坚战保障措施简析

城市黑臭水体污染直接影响着城市面貌及居民生活质量,这也是国家高度重视和关注的生态环境问题之一,因此,水污染治理是我国现阶段亟需解决的问题。     

城市黑臭水体治理思路初探——以昆明市滇池流域为例

以消除昆明市滇池流域黑臭水体为目标,结合流域水环境状况及黑臭现象具体原因,核算黑臭水体污染来源.结果表明造成滇池流域黑臭水体污染的主要原因为生活污水直排污染、合流制溢流污染及面源污染.通过实施控源截污、内源治理、生态修复、活水保质、长制久清等多项措施,全面消除主城区黑臭水体.     

城市黑臭水体的产生原因及治理对策

在我国经济发展势头如此迅猛的背景下,城市污染问题日益严重.城市黑臭水体对城市生态环境造成严重影响,如果不能及时进行治理,则会对原有水生态循环系统造成破坏,影响城市居民正常生活.本文首先对城市黑臭水体产生原因进行分析,然后提出有效的治理对策.     

城市黑臭水体的综合治理思路

黑臭水体不仅对城市景观造成严重的负面影响,而且会降低周边居民的生活质量、损害身体健康。表面性、暂时性、片面性的治理方案不能起到治"根"的作用。本文提出内源治理、外源治理、河流整治、生态修复的综合治理思路,希望能够为黑臭水体修复方案的制订提供一定的参考意见。     

城市黑臭水体的吸收特性分析

黑臭水体是城市水环境的一个严重问题,对城市黑臭水体光学特性进行分析,是利用遥感技术手段进行黑臭识别的前提与基础.2016～2017年采集了长沙、南京和无锡的城市黑臭水体共计85个样点,非黑臭水体共计80个样点,并对水样的悬浮物等水质参数浓度以及水体组分的吸收系数进行了测量.结果表明:(1)黑臭水体的总颗粒物吸收系数、非色素颗粒物吸收系数总体上高于非黑臭水体.(2)黑臭水体与非黑臭水体的CDOM吸收系数有明显的差异.由此可用CDOM吸收特征波段440 nm和不同波段范围内拟合的吸收系数曲线斜率对黑臭水体进行区分.城市黑臭水体吸收特性的分析,将为黑臭水体的遥感识别和监测提供有效的技术支撑.黑臭水体中的高CDOM浓度,可以作为遥感识别黑臭水的一个重要参考.     

南京市湿地水质对城市化影响强度的响应研究

选取28个受城市化影响程度不同的典型湿地,对其水质进行连续监测.另一方面利用GIS技术及景观生态学原理对城市湿地所在集水区不透水类型及林地类型进行景观分析,并构建城市化影响指数(UEI),进一步对区域城市化水平与湿地水质进行相关分析.结果表明:①南京仙林新市区湿地水质季节性变化表现为夏季水质较差,冬季水质相对较好,春、秋季节差别不大.②湿地水质与城市化水平有着明显的相关关系,城市化水平等级越高,湿地水质越差,其中高等城市化水平(HU)湿地TP、TN、NH4+-N、Chla等富营养化指标质量浓度分别达到0.27、1.07、0.15、17.94 mg.L-1,而低等城市化水平(LW)湿地其质量浓度则分别为0.12、0.56、0.12、4.85 mg.L-1.③城市化影响指数与湿地水质存在着阈值关系,整体来看,当UEI值超过2.2时,湿地水质恶化速度加快.     

南京三级分档雾水有机酸和无机组分化学特征

本研究于2017年11月～2018年1月在南京北郊开展为期45d的雾外场综合观测试验,并在2017年12月30～31日一次浓雾过程中,利用主动式分档雾水采集器采集三级分档雾水样品(三级切割直径:Sl,＞22μm;S2,16～22μm;S3,4～16μm),测定了样品的有机酸和无机离子浓度以及pH值和电导率,以探讨南京三...     

南京城市生态环境质量评价指标体系研究

从城市生态学的角度出发,建立反映南京市城市生态环境质量的复合指标体系,采用因子分析法进行综合生态环境质量评估,为南京市生态环境管理和建设提供科学依据。结果表明,南京市从1991年到2001年,城市生态环境质量逐年上升,呈良好发展趋势。     

城市居民低碳消费行为的研究

21世纪充满着挑战,当世界上还有许多国家需要解决基本的生存问题之时,又要面对过去因单一的经济利益驱动而过度开发带来的环境问题、温室效应问题、资源危机问题等,人类要继续发展下去,就必须面对并尽可能解决这些问题。就解决温室效应问题而引出的低碳消费话题进行了一次调查问卷。调研获得的相关数据的结论,有助于南京市政府职能部门采取相应政策和措施,这样就可以引导南京市居民树立低碳消费理念,使南京市居民实施低碳消费行为。     

城市景观娱乐水体微生物风险评价

随着城市居民亲水娱乐活动日益增加,开展景观娱乐水体微生物风险评价,并以此为基础开展有效的风险管理,对于人口密集的城市区域尤为重要.以我国南方某城市3个典型景观娱乐水体为案例,采用定量微生物风险评价的方法框架,综合运用水质监测、社会调查、文献调研等方法开展暴露评价,并由此开展基于粪大肠菌(FC)、大肠埃希氏菌(EC)和肠球菌(ENT)的多微生物指标人体健康风险评价.结果表明,基于FC、EC和ENT的多指标微生物风险评价结果具有一定的一致性和可比性;位于城市居住区的B河段不宜作为人体直接或非直接接触的娱乐水体,其对公众健康的风险主要来源于用作家庭杂用水;位于城市公共开放空间的C河段和风景旅游区的E湖可以满足现有的景观娱乐功能要求,其对公众健康的风险主要来源于各种休闲娱乐活动;应重视与城市景观娱乐水体功能不匹配的无序利用(如作为家庭杂用水)对公众健康的风险.     

优化生物组合技术提高黑臭水体净化效能

目前组合生物技术治理黑臭水体存在效率低、周期长、易复发等问题,进一步提高组合生物技术对黑臭水体净化效率成为亟待解决的问题。通过单因素及正交实验分析比较了不同促生剂、曝气方式、填料、植物对黑臭水体的净化效率,并通过高通量测序从微生物角度理解不同条件净化效率产生差异的原因。结果表明：不同条件对黑臭水体净化效率存在差异,其中净化效果较佳的为生物促生剂（BE）、持续曝气、弹性立体填料及水花生,且各实验组优势菌门、优势菌属及其相对丰度不同。说明微生物群落结构组成的差异是不同条件对黑臭水体净化效率产生差异的原因。持续曝气,刺激了好氧菌与兼性菌的大量生长;弹性立体填料表面生长的生物膜,为好氧菌、厌氧菌、兼性菌尤其是后两者的生长提供了必需条件,刺激了厌氧菌、兼性菌的大量生长繁殖;水花生也有其独特的有利于污染物净化的根际微生物群落结构。研究结果可为组合生物技术选取高效的条件参数提供参考,为强化组合生物技术高效净化黑臭水体提供理论依据。     

中国4个城市范围CO2排放比较研究

基于点排放源和辅助数据,自下而上构建重庆1km CO2排放空间网格,分析市域(UB1)、市辖区(UB2)、建成区(UB3)和城区(UB4)4个城市范围的CO2排放特征.UB4是重庆城市合理表征,而UB1更适合于区域边界.城市边界选择的不同,将导致很大的排放差异.UB4的CO2总排放量仅为UB1的17.13%,但UB4的人均CO2排放量是UB1的1.6倍.UB4形成了重庆UB1的CO2排放核心,其内单位网格的平均排放量超过了10000t,而UB1内超过70%的范围内单位网格的排放水平都低于200t.工业排放占据绝对主体导致UB4人均排放水平较高,并且高于临近周边及区域人均水平,这和国际城市的情况正好相反.全局和局部显著空间正自相关性说明部分地区高强度的经济活动和能源活动对周边区域的排放有显著影响.基于网格的累积排放分析显示,个别网格的排放量已经占到UB4总排放的40%以上.UB4内7.00%的面积,UB1内1.21%的面积和UB2内3.84%的面积,其CO2排放都超过了其相应范围内总排放的85%.