基于EOF的浙江省降水变化时空分析研究

根据浙江省17个气象站点1959年-2010年逐日降水观测数据,采用z指数方法,并运用Morlet小波分析和Kriong空间插值法对浙江省近52年降水时空分布特征进行经验正交函数(EOF)方法对比分析.研究结果表明:从时间变化方面来看,1958年-2008年间的降水变化呈波动式下降趋势,减小趋势为0.643mm/a,年代际变化不大,年际变化幅度较大,且呈周期性变化,主周期约为12年,次周期为32年和3-4年;从空间变化方面来看,根据EOF分析,浙江省降水分布呈总体一致性,东南、西北近似对称.主体变化是由东南,东北沿海两个方向和西北向内陆递减,降水中心分布浙东南、浙东北和浙西南地区.     

生活垃圾焚烧厂周边土壤汞污染特征及评价

生活垃圾焚烧汞污染排放问题一直受到广泛的关注,特别是汞在其周边环境土壤中沉积,可能影响环境和人体健康.以华北某生活垃圾焚烧厂为研究对象,对其周边土壤中汞的含量及分布特征进行了分析,并对土壤中汞的污染状况及对周边人群的健康风险进行了评价.土壤中汞的浓度范围为0.015~0.25 mg·kg-1,平均值为(0.088±0.064)mg·kg-1.土壤中汞的浓度明显受到了风向影响,在焚烧厂西北方向(下风向)上汞的浓度高于东南方向(上风向)上汞的浓度.通过克里格插值绘制的汞等浓度值线图进一步给出了汞在周边土壤中的空间分布特征,图中显示在焚烧厂的周边存在3个浓度相对较高的区域,分别位于焚烧厂的西北偏北、东北偏北、西南偏西方向.单项污染指数及地累积指数评价结果表明焚烧厂部分周边土壤样品受到了一定影响,但健康风险评价表明土壤汞未对当地人群造成健康危害.     

济南市大气污染时空特征研究

为不断改善济南市大气环境质量,在广泛收集与整理相关资料和数据基础上,基于综合污染指数评价法及Arc-GIS平台空间插值法研究并表征了济南市“十一五”期间大气主要污染物的时、空变化特征及发展趋势;研究结果表明：济南市“十一五”期间大气环境质量变化较大,2007～2009年污染较为严重,之后有所改善;大气污染物浓度呈明显的季节变化特征,冬季污染最严重,夏季空气质量最好;首要污染物为PM10;污染较严重区域集中在济南市东北部地区;其变化原因受地理气候条件、产业结构和能源结构影响较大.该研究方法及结论对其他大中城市大气环境质量时空变化研究具有一定借鉴价值.     

Marine Eutrophication: A Proposed Data Analysis Procedure For Assessing Spatial Trends

A methodology for the discrimination of the different trophic levels at a spatial scale in the marine environment is proposedusing spatial analysis methods and non-parametric statistics. Phytoplankton cell number, being a representative parameter to express trophic trends in the marine ecosystem is selected forthe methodology development; Saronicos Gulf, Greece is used for the case study. The proposed stepwise methodology includes interpolation for assessing the spatial distribution of phytoplankton cell number, division of the Gulf into a number of quadrates, development of a scale characterising trophic levels and finally characterisation of the trophic state ofeach quadrate using non-parametric statistics. The advantages of this methodology and the potential applications in coastal management studies are also discussed.     

Geostatistical analysis as applied to two environmental radiometric time series

This article details the results of an investigation into the application of geostatistical data analysis to two environmentalradiometric time series. The data series employed consist of ⁹⁹Tc values for seaweed (Fucus vesiculosus) and seawater samples taken as part of a marine monitoring program conducted on the coast of northern Norway by the Norwegian Radiation Protection Authority. Geostatistical methods were selected in order to provide information on values of the variables at unsampled times and to investigate the temporalcorrelation exhibited by the data sets. This information is ofuse in the optimisation of future sampling schemes and for providing information on the temporal behaviour of the variablesin question that may not be obtained during a cursory analysis.The results indicate a high degree of temporal correlation withinthe data sets, the correlation for the seawater and seaweed databeing modelled with an exponential and linear function,respectively. The semi-variogram for the seawater data indicatesa temporal range of correlation of approximately 395 days with noapparent random component to the overall variance structure and was described best by an exponential function. The temporal structure of the seaweed data was best modelled by a linear function with a small nugget component. Evidence of drift was present in both semi-variograms. Interpolation of the data setsusing the fitted models and a simple kriging procedure were compared, using a cross-validation procedure, with simple linearinterpolation. Results of this exercise indicate that, for theseawater data, the kriging procedure outperformed the simpleinterpolation with respect to error distribution andcorrelation of estimates with actual values. Using theunbounded linear model with the seaweed data produced estimatesthat were only marginally better than those produced by thesimple interpolation.     

基于投影寻踪的洪水灾情评价插值模型

为解决单项洪水灾情等级评价指标评价结果的不相容问题,提高综合评价各层次的分辩力和评价模型的精度,本文利用投影寻踪、遗传算法、插值型曲线,为洪水灾情评价提供了一种新模型--遗传投影寻踪插值模型.通过最佳投影向量和评价指标向量的内积可把洪水灾情多维评价样本指标综合成一维投影指标,根据该投影指标值和对应等级的分布,可建立洪水灾情评价的插值模型,解决了各单项洪水灾情评价指标评价结果的不相容问题,提高了洪水灾情综合评价问题各层次的分辩力.作为示例,对中国部分省市的洪水灾情进行了综合评价.     

武汉城市圈城市空间相互作用时空演变分析

引入人口重心、GIS网络分析及时序全局主成分分析法对传统引力模型进行修正,由此测算城市潜力值,以定量测度2002~2013年武汉城市圈城市空间相互作用强度,并结合IDW空间插值法和CTCSTP算法揭示出其时空演变规律。结果表明:(1)武汉城市圈各城市与其他城市间相互作用总强度总体呈增长趋势,其中武汉市增幅远高于其他城市,其与孝感-鄂州-黄石形成显著的轴线式发展格局,其余城市始终为空间联系弱区地带。(2)武汉市辐射带动作用日趋强劲,辐射范围逐年扩大并呈现一定的"圈层式"分布,其余城市辐射带动作用较弱,仅孝感市略显对外辐射趋势。(3)整个区域的空间相互作用表现出显著的"西南部低、北部高、东部适中"的空间分异特征,且其重心由南向北转移明显,区域发展不均衡特性显著。     

长江流域逐月气温空间插值方法的探讨

长江流域地形地貌特征复杂。为了探索适合长江流域的逐月气温数据空间插值方法，在考虑海拔、经纬度、坡度、坡向对气温影响和没有考虑这些地形因子对气温影响的两种情况下，利用流域151个气象站2007年逐月气温与对应的站点地形因子进行回归分析，并与回归直线截距相加产生栅格化的回归气温值，同时对回归多项式的残差分别运用反距离权重法（IDW）、普通克立格法（OK）和样条函数法（SPLINE）气温进行了空间插值，然后将栅格化的回归气温值与残差的插值结果相加得到空间化的逐月气温数据，并利用交叉检验方法对插值精度进行了评估。结果表明：考虑了地形因子影响的3种插值方法的精度都有比较明显的提高，对于普通克立格法，平均绝对误差（MAE）从103℃降到060℃，均方根误差（RMSE）从238℃降到123℃；对于反距离权重法，MAE从110℃降到065℃，RMSE从248℃降到138℃；对于样条插值法，MAE从124℃降到074℃，RMSE从266℃降到151℃。考虑了地形因子影响的空间插值方法整体上要优于没有考虑地形因子的空间插值方法，其中，基于地形因子的普通克里格插值方法结果相对较好     

全国近岸海域水质空间插值算法精度分析

空间插值技术对近海环境数据的分析和表征具有广泛应用价值,但目前针对各类模型适用性和精度比较的研究很少。基于2009年全国近岸海域299个站位的水质监测数据,利用交叉检验法,对3种插值算法13种模型的空间拟合结果进行分析和验证。结果表明,13种模型的模拟值与实测值显著相关(r=0.643~0.750,P0.01,n=299),说明其均适用于近岸海域水质的空间模拟;综合比较模拟结果与实测结果的相关系数、平均误差、平均绝对误差、均方差及偏离程度,排序为IDW(p2)Spline-TensionIDW(p3)IDW(p4)IDW(p1)IDW(p5)IDW(p6)Kriging-GuassianKriging-Spherical,Kriging-CircularKriging-LinearKriging-ExponentialSpline-Regularized,提出IDW(p2)是精度最优的空间插值模型。     

城市不同交通圈(带)土壤重金属多元统计分析及空间分布研究以武汉市为例

土壤重金属污染是近年来备受重视的环境问题,其不仅直接破坏环境质量,还间接危害人体健康,因此研究城市土壤中重金属的累积和分布状况具有一定的意义。选取武汉市不同交通圈为研究区域,分析了表土中Ni、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn 6种重金属元素的累积状况和污染来源,评价了重金属的污染程度及生态危害等级,并运用Arc GIS空间插值得到元素的空间分布图。得出以下结论:(1)就平均值而言,Ni、Cr、Cu 3种元素均在省背景值以内,Cd平均值约是国家二级标准的10倍,累积最为严重;(2)多元统计分析结果显示6种元素可聚类为两类,Ni、Cr和Cd、Cu、Pn、Zn,前者主要污染源为气候、母质、年代等成土因素,后者主要受到交通、工业等人为活动及成土母质的的影响;(3)不同研究区累积情况不同,内环最严重,三环带次之,二环带最小;(4)研究区重金属污染评价及潜在生态风险评价结果为重度污染或强度生态危害,且程度上都是内环三环带二环带。