基于GIS的乌梁素海水体富营养化状况的模糊模式识别

利用基于MATLAB 7.0实现的模糊模式识别交叉迭代模型对2006年5—10月分布于乌梁素海各水体功能区的21个水质监测点的富营养化等级进行了模糊模式识别,并在GIS技术支持下,用Arcview的空间分析功能绘制富营养化等级识别结果、对富营养化状态影响权重最大的评价指标总氮(TN)含量和富营养化状态控制元素总磷(TP)含量对应的富营养化等级水体和地表水质等级水体的空间分布月变化Grid专题图.将富营养化状态变化及其分布区域与乌梁素海同期水质监测指标浓度变化及其分布区域进行对比分析及验证.结果表明,富营养化等级识别结果的时空分布与实际情况相符,能够比较准确地反映富营养化等级定量的时空变化趋势.      

乌梁素海水环境质量现状评价

在对乌梁素海2004年4、6、8和10月的4次水质监测的基础上,选用Logistic Curve(L-C)水环境质量综合评价模型,以等级评价标准和均匀随机数产生建模样本和验证样本,利用实码加速遗传算法求解评价模型,对乌梁素海水环境质量的富营养化进行了现状评价,确定了2004年乌梁素海的富营养化等级。结果表明:乌梁素海2004年水质的富营养化程度依然接近5级——极富营养状态,4、6、8和10月的富营养化等级大小依次为:6月>4月>8月>10月。     

普通克里格法在乌梁素海水体富营养化研究中的应用

以位于我国北方半干旱地区的河套灌区中草型浅水湖泊乌梁素海为研究对象,将实测数据与空间数据应用普通克里格法的理论与方法,尝试研究乌梁素海水质参数空间分布特性。结果显示,乌梁素海水质参数的空间结构变异性是客观存在的,各水质参数都具有块金效应;并对乌梁素海水质参数进行克立格插值,为进行水体富营养化评价可以提供更为直观的水环境信息。研究表明乌梁素海水体富营养化程度十分严重,属于中、重度富营养化,研究结果对乌梁素海的湖泊水环境管理具有一定的参考价值。     

普通克里格法在乌梁素海水体富营养化研究中的应用

以位于我国北方半干旱地区的河套灌区中草型浅水湖泊乌梁素海为研究对象,将实测数据与空间数据应用普通克里格法的理论与方法,尝试研究乌梁素海水质参数空间分布特性。结果显示,乌梁素海水质参数的空间结构变异性是客观存在的,各水质参数都具有决金效应;井对乌采素海水质参数进行克立格插值,为进行水体富营养化评价可以提供更为直观的水环境信息。研究表明乌梁素海水体富营养化程度十分严重,属于中、重度富营养化,研究结果对乌梁素海的湖泊水环境管理具有一定的参考价值。     

基于指标协调性的水体富营养化状况的模糊识别

在湖泊富营养化评价指标体系中,同一指标的分级界点值差异很大,近似地呈现几何级数变化,同时各指标权重的选择与内涵存在不确定性,基于这两种认识,构建基于指标协调性和模糊权下的湖泊水质评价模型。对评价标准及待评价水质监测值进行对数变换,运用层次分析法求出指标的模糊权重;以此构造隶属函数,按最大隶属原则来评判地表水质量等级。应用此模型对巢湖西半湖水体进行富营养化识别,得出结果与生态评估结果基本一致。     

松花湖水质空间差异及富营养化空间自相关分析

为识别中国东北地区最大的人工湖——松花湖水质空间差异与富营养化的空间分布特征,运用方差分析与因子分析对丰满水库主库区、松花江三湖保护区实验区和蛟河回水区这3个区域2017年的水质采样检测结果进行了分析,运用综合营养状态指数法评价了湖区的营养状况,采用空间自相关分析对松花湖湖区富营养化水平的空间相关性与聚集度状况进行了研究.主要结果如下：①方差分析结果表明,除溶解氧（DO）与叶绿素a（Chla）外,总氮（TN）、总磷（TP）、水温（WT）和pH值在松花湖3个区域内存在显著性差异（P<0.05）,其中TN与TP区域差异最为明显;②因子分析结果表明,气候条件因子（WT）、营养盐因子（TN、TP）与藻类生物量因子（Chla）变化主导着湖区水质的变化;③综合营养状态指数法结果表明,松花湖湖区营养状态整体为轻度富营养化,3个区域的富营养化水平由强到弱依次为：蛟河回水区 > 丰满水库主库区 > 松花江三湖保护区实验区;④全局空间自相关的结果表明,湖区富营养化水平整体呈现显著的正空间自相关关系,由于区域富营养化水平影响范围较大,松花湖富营养化水平的空间异质性不强;⑤局部空间自相关的结果表明,蛟河回水区的中部及北部地区是湖区富营养化水平的热点（高/高集聚）区域（P<0.01）,松花江三湖保护区实验区的中部是湖区富营养化水平的冷点（低/低集聚）（P<0.05）.因此进行松花湖水环境治理时,应将富营养化防治的重点区域落在蛟河回水区与丰满水库主库区.     

内蒙古乌梁素海富营养化与环境因子的相关分析

文章利用2008年6～10月对乌梁素海水体的测定结果,以最能表现水体富营养化状态进程的叶绿素a为基准因子,分析了叶绿素a的时空分布特征。运用分层聚类分析法将乌梁素海现有的20个测点分成四类,然后应用修正的卡尔森营养状态指数对四类测点的水质进行评价,找出各类测点及总测点中与叶绿素a显著相关的环境因子,最后建立了多元逐步回归方程。2008年乌梁素海各测点叶绿素a的平均值为6.314mg/m3,变幅1.54～26.87mg/m3;在8、9月出现高峰,7、10月居中,6月最低,整个区域呈现较明显的东北高西南低的分布趋势。依据修正的卡尔森营养状态指数公式,计算得出乌梁素海TSIM平均值为65.1(53),全湖处于富营养化状态。应用SPSS统计分析软件进行相关分析的结果表明叶绿素a与BOD5、悬浮物、浊度、总磷都呈极显著正相关,与透明度呈极显著负相关,与pH值和溶氧呈显著负相关。综合逐步回归方程表明,影响乌梁素海叶绿素a的环境理化因子因不同类型的测点各有所不同,但主要的影响因子有浊度、悬浮物、总磷、总氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮。     

基于T-S模糊神经网络的大沽河水质变化特征分析研究

基于T-S模糊神经网络,利用大沽河2010年-2015年水质监测数据,选取溶解氧、化学需氧量、高锰酸盐指数、氨氮、总氮、总磷对水质具有重要影响的6项指标,建立适用的水质评价模型,对大沽河水质变化特征进行分析.结果显示:上游水质评价结果明显优于中游、下游水质评价结果,网络评价水质等级变化趋势同真实指标数据变化趋势一致.验证结果充分表明了T-S模糊神经网络用于水质变化特征分析是可行、有效的.     

小三江平原湿地水质空间分异与影响分析

2005 年春季分3 次对小三江平原湿地进行大空间尺度野外采样,获取区域内不同地理位置、多种湿地类型的水样水质数据.结合区域特点,利用有机物综合污染指数和富营养化综合指数,对25 个采样点水质进行综合评价.结果表明,湿地水质主要受有机污染和富营养化威胁;河流及其两岸湿地污染水平较低,农田中的湿地受污染较为严重;湿地污染水平与其面积大小和周围土地利用结构关系密切.河岸大面积连续分布的湿地对维持河流良好水质更为重要.     

内蒙古乌梁素海“黄苔”暴发初探及防治对策

内蒙古乌梁素海分别于2008年5月和2009年5月连续2年暴发了"黄苔"事件,已不断丧失湖泊固有的养殖、灌溉、旅游等功能,严重制约着区域经济的可持续发展。乌梁素海水体富营养化程度的加剧已引起国务院领导和各界学者的关注。根据乌梁素海试验站实际监测的数据,对"黄苔"暴发期前后的水质、水文、气象等因素进行分析,以揭示影响"黄苔"暴发的环境、营养盐、水动力等条件。研究结果表明:乌梁素海"黄苔"的暴发主要是水体长期处于富营养化状态和适宜"黄苔"生长的各种条件共同作用的结果。系统科学地研究"黄苔"暴发的原因能够为乌梁素海"黄苔"暴发的预警、防治提供一定的依据。     

福州第二水源山仔水库营养类型的判定及变化趋势分析

对1998～2002年山仔水库监测数据．运用属性识别方法进行评价分析,其结果表明,这5年来湖泊富营养化程度有明显减弱的趋势,但1998年水体达极富营养状态．在2001年后水质有明显好转。通过判定该水库5年的营养状态,分析其变化趋势．可找出引起富营养化的原因。     

长潭水库沉积物色素剖面分布及其环境意义

通过对长潭水库沉积物柱芯剖面色素、有机质、总氮和总磷的分析,结合现状水生态监测数据和近50年气候变化数据,揭示了长潭水库营养状态演替及初级生产力变化过程,探讨了人类活动和气候变化对长潭水库初级生产力和藻类演替的驱动作用.结果表明:长潭水库营养状态经历了稳定期、缓慢增长期和快速增长期3个阶段演替过程;沉积物色素剖面浓度也呈现3个阶段上升趋势,藻类由甲藻、硅藻为优势种逐渐演化为蓝藻、绿藻为优势种.外源氮磷输入增加和建库导致的水动力条件变化驱动了长潭水库初级生产力的增加和藻类种群的演替;近50年气候变化加速了水库藻类群落的演替,藻类的优势种演变为对温度敏感的蓝藻拉式拟柱孢藻.本文研究结果可为历史水生态资料缺乏水库的水生态演替识别和生态安全评估提供可借鉴的方法支撑.     

查干湖富营养化状况高光谱遥感评价研究

通过分析查干湖水体水质参数与其高光谱反射特征之间的响应关系,采用单波段与波段比值等算法分别建立了湖水水质的高光谱定量反演模型;同时结合修正营养状态指数(TSIM)模型,针对水质参数的实验室数据和高光谱模型模拟数据,对查干湖富营养化程度进行了监测和评价,并进行了验证.结果表明:1)利用高光谱监测模型对湖泊富营养化状况进行监测和评价,能够获取较为准确的评价结果;2)单项指数评价法由于只针对一个指标进行评价,不适合用来进行水体富营养化评价,采用修正营养状态指数TSIM(AVE)方法,可以对查干湖水体富营养化程度进行正确的评价.评价结果显示,查干湖水体处于富营养化状态,需要采取措施防止进一步恶化.     

土地利用动态监测中GIS与RS一体化的变更地块判别方法

论文针对土地利用动态监测面临的实际情况,提出一种GIS与RS一体化的变更地块判别方法。这种方法以矢量图斑为研究对象、以GIS的地理信息与RS的遥感影像信息为特征来源,提取图斑的特征向量。在设计识别方法时,将土地利用变更地块的识别变通成对标准地类的识别,同时引入“落入”、“误判高发区”的概念以降低变更地块的漏判率。经试验,这种基于GIS与RS一体化变更地块判别法基本可替代土地利用动态监测中的人工判读工作。     

淀山湖示范工程水质净化效果评价及浮游植物变化分析

在淀山湖318国道与威尼斯别墅邻近水域建立试验区,分别进行了水生植被恢复与鱼类-贝类控藻试验。基于2009年3月-2010年5月的监测资料,依据修正的卡尔森营养状态指数评价了试验区水体营养状态,分析了采用水生植被恢复和物理-生物联合控藻措施对试验区水质的改善情况,并分析了两种措施对试验区水体浮游植物的影响。结果显示：（1）318和威尼斯试验区内样点的卡尔森指数均低于对照样点D和H,表明恢复水生植被和放养滤食性鱼类、贝类可以明显地净化水质、降低水体的富营养化程度;（2）318试验区内样点的年平均卡尔森指数低于威尼斯试验区,表明恢复水生植被比放养滤食性鱼类、贝类相比效果更好。（3）318试验区的藻类密度年均值40.55×104个/L小于威尼斯试验区的藻类密度44.66×104个/L,318试验区平均的藻类多样性指数2.60明显高于威尼斯试验区平均的藻类多样性指数2.49,表明318试验区藻类的多样性水平较高,而藻类密度较小,面临蓝藻爆发的威胁比威尼斯试验区小。     

湖泊水体富营养化评价的随机模拟与三角模糊数耦合模型

根据湖泊水环境系统的不确定性,建立了基于随机模拟和三角模糊数的湖泊水体富营养化评价耦合模型,采用三角模糊数表征各营养因子监测值,运用随机模拟方法模拟三角模糊数,得到各变量的随机模拟序列,由综合营养状态指数法确定湖泊的营养等级概率水平。以宁夏沙湖为例,运用此耦合模型对水体的富营养化程度进行评价。结果表明:该方法将水体富营养评价中水环境状态的不确定性以确定性方法融入评价模型,直观表征了水体在各营养状态隶属度的复杂性,评价结果更加全面、合理。     

基于属性识别理论模型的城市大气环境质量评价——以镇江市2009年为例

通过阐述属性识别理论和变异系数,建立大气环境质量评价的属性识别理论模型,并参照国家大气环境质量标准(GB3095-1996),以镇江市环保局2009年提供的原始数据为对象,对镇江市大气环境质量进行空间上的综合评价。结果表明,镇江句容市的大气环境质量为Ⅰ级(清洁),市区、扬中市和丹阳市的大气环境质量为Ⅱ级(轻污染)。同时,属性识别理论模型计算较为简单,评价客观;结合对主要污染物平均浓度变异系数的分析,使区域间的比较更为清晰,更能反映出真实情况。     

钻井过程人员异常行为视频智能识别系统

针对钻井现场视频监控人工值守工作量大、异常行为识别不及时、海量视频数据缺乏实时报警等问题,结合钻井作业操作规程建立井控坐岗监测、起下钻、甩钻具等钻井作业场景典型异常行为判别规则,在基于卷积神经网络的目标检测方法基础上,引入SIFT方法和基于强化学习的困难样本筛选策略,提高了算法识别的准确率与鲁棒性。测试结果表明,在像素分辨率1 920×1 080的情况下,该方法整体识别准确率达到85%以上,平均识别速度为135 ms/帧。在此基础上,开发了钻井过程人员异常行为智能识别系统,试点应用结果表明,该系统能够对接入的视频流进行实时检测,及时、准确识别出坐岗人员擅自离岗、起下钻及甩钻具过程人员危险站位等异常行为,有效提升钻井现场安全管理水平。     

基于B－P网络的水质营养状态评价模型及其效果检验

选取与ＴＳＩ＿ｃ为０．５０，１００相应的水质营养状态作为３个建模样本，以ｃｈｌ－ａ，ＴＰ，ＴＮ和ＳＤ４个水质参数作为样本的输入特征，建立Ｂ－Ｐ网络的水质营养状态评价模型。该模型应用于全国３０个湖泊水质的营养状态评价，获得了较好的检验效果。