Landsat7 ETM+ SLC-OFF数据的修复及其在武汉东湖水质反演中的应用

自从2003年5月31日，从陆地卫星 7发回的ETM+图像数据就存在缺陷。这是由于增强专题制图仪的扫描线校正器发生故障引起的。这些称为SLC OF数据的图像有一些黑色的不存在任何数据的扫描行。丢失的数据约占全景数据的25％，使它们难以正常使用。但是，数据本身仍然保留了良好的辐射和几何性质，如加以妥善修复，仍可以在一些特殊领域中使用。首先介绍了如何使用自适应局部回归算法(ALR)恢复这些图像，然后使用修复后的图像反演武汉东湖的水质参数。结果表明：ALR算法可以对SLC OF图像进行较好的修复，而且利用修复后的图像和东湖的地面水质监测数据，通过多元逐步回归分析，可以建立很好的叶绿素a、透明度、总磷以及总氮等水质参数的经验遥感反演模型，模型的相关系数R²分别为0.86、0.75、0.73和0.71。反演得到的水质参数分布与实际情况符合。这些数据有许多优点，如空间分辨率高、存档数据非常丰富、可以从NASA的服务器免费下载等。在其他遥感数据不足或无法获得的情况下，这些数据经过适当的修复，可以作为补充或替代数据使用。〖     

River channel network design for drought and flood control: A case study of Xiaoqinghe River basin, Jinan City, China

Vulnerability of river channels to urbanization has been lessened by the extensive construction of artificial water control improvements. The challenge, however, is that traditional engineering practices on isolated parts of a river may disturb the hydrologic continuity and interrupt the natural state of ecosystems. Taking the Xiaoqinghe River basin as a whole, we developed a river channel network design to mitigate river risks while sustaining the river in a state as natural as possible. The river channel risk from drought during low-flow periods and flood during high-flow periods as well as the potential for water diversion were articulated in detail. On the basis of the above investigation, a network with “nodes” and “edges” could be designed to relieve drought hazard and flood risk respectively. Subsequently, the shortest path algorithm in the graph theory was applied to optimize the low-flow network by searching for the shortest path. The effectiveness assessment was then performed for the low-flow and high-flow networks, respectively. For the former, the network connectedness was evaluated by calculating the “gamma index of connectivity” and “alpha index of circuitry”; for the latter, the ratio of flood-control capacity to projected flood level was devised and calculated. Results show that the design boosted network connectivity and circuitry during the low-flow periods, indicating a more fluent flow pathway, and reduced the flood risk during the high-flow periods.     

湖域工业点源初始排污权配置定额模型与算法研究

针对湖域工业点源初始排污权定额配置问题，以“公平、效率、可行”为配置原则，通过引入权重系数的字典序最小化最大值方法，构建了基于多主体多种初始排污权多期配置的字典序定额模型，并给出求解算法。进而以江苏省太湖流域27类主要工业行业的初始氨氮排污权单期配置为例，从行业初始排污权短缺率与行业治污效益两方面，对比分析了基于等短缺率定额模型、等环境容量比例定额模型、字典序定额模型计算得到的3种定额配置方案效果。结果表明：相对于另外两种定额模型，字典序定额模型所得配置方案可实现平均行业短缺率最小(4613%)，平均行业治污效益最大。研究也表明在“公平、效率、可行”配置原则下，字典序定额配置方法能够更为有效的促进企业治污技术提标升级和区域产业结构升级     

响应面法和神经网络优化Acinetobacter sp. DNS32发酵基质

为了提高阿特拉津降解菌Acinetobacter sp.DNS32的产量,分别采用响应曲面法和基于人工神经网络的遗传算法对阿特拉津降解菌DNS32发酵培养基中3个重要基质成分(玉米粉、豆饼粉、K2HPO4)进行优化研究。响应曲面法确定3种成分的含量为玉米粉39.494 g/L,豆饼粉25.638 g/L和K2HPO43.265 g/L时,预测发酵活菌最大生物量为7.079×108CFU/mL,实测量为7.194×108CFU/mL;人工神经网络结合遗传算法优化确定3种主要成分含量为玉米粉为39.650 g/L,豆饼粉为25.500 g/L,K2HPO4为2.624 g/L时,预测最大值为7.199×108CFU/mL,实测量为7.244×108CFU/mL;最终确定培养基配方:玉米粉为39.650 g/L,豆饼粉为25.500 g/L,K2HPO4为2.624 g/L,CaCO3为3.000 g/L,MgSO4.7H2O和NaCl均为0.200 g/L;优化后阿特拉津降解菌DNS32发酵生物量比优化前提高了36.6%。结果表明,在阿特拉津降解菌DNS32发酵培养基组分优化方面,响应面法和基于人工神经网络的遗传算法都是可行的,基于人工神经网络的遗传算法具有更好的拟合度和预测准确度。     

大型公共场所动态引导人移动路径设计方法

针对方向式动态引导在大型公共场所安全疏散中的重要作用,以及对动态引导人移动路径研究不足的现状,提出利用比值函数设计动态引导人移动路径的方法。并借鉴TSP(旅行商问题)方法的求解思路,提出可用于动态引导人移动路径优化的禁忌搜索算法。以一个内部布局较为复杂的大型公共场所模拟场景为例,利用MA-ESM疏散模型,分别模拟了引导人最优移动路径、最短移动路径和影响面积最大路径3种不同情景下疏散效果。结果表明,利用影响面积和路径长度比值最大的优化算法计算得出的引导人移动路径,既可满足在相同时间内引导更多的人员进行疏散,又可节省总体的疏散时间,充分保证疏散效果,验证了笔者所提出的动态引导人移动路径优化算法的合理性。