地表水环境遥感监测关键技术与系统

介绍了地表水环境遥感监测的关键技术与系统及其典型应用,其代表性机理模型和应用示范成果主要来自于中国科学院遥感与数字地球研究所的高光谱遥感团队在最近几年中取得的一些研究进展,主要包括建立了基于改进双峰法的水体分布自动化遥感提取方法,实现了简单、高效和高精度的水体提取；提出了大型湖泊长时序水量估算方法,并以青藏高原湖区为例,重建了典型湖泊面积、水位和水量序列；发展了基于“软分类”的典型内陆水体叶绿素a浓度反演方法,构建了基于生物光学模型的高度浑浊水体悬浮物浓度遥感反演半解析方法,提高了反演方法的区域和季节适用性；构建了基于水色指数的大范围湖库营养状态和透明度遥感监测方法,实现了全球大型湖库营养状态遥感监测,以及全国大型湖库透明度遥感监测；在此基础上,开发了地表水环境遥感监测系统,提高了水环境遥感监测效率,促进了卫星遥感在水环境监测中的高精度业务化应用。     

基于水面反射率光谱分类的太湖藻蓝蛋白浓度反演

藻蓝蛋白是蓝藻的标志性色素,利用遥感反演藻蓝蛋白浓度的时空分布对于蓝藻水华监测和预警具有重要意义.太湖水体光学特性时空差异较大,传统的藻蓝蛋白遥感反演方法在太湖各湖区各季节的适用性有限.因此,本文采用先分类再反演的策略,基于水面反射率光谱分类进行太湖藻蓝蛋白浓度反演建模.首先采用逐步迭代的K均值聚类方法实现光谱分类;然后分别利用每一类的训练样本光谱数据建立最适用于该类的藻蓝蛋白反演模型;最后利用每一类的检验样本光谱数据进行反演模型精度评价.为了对比,同时采用不分类的传统方法进行反演建模和精度评价.检验结果表明:基于不分类的传统建模方法得到的均方根误差RMSE=14.14μg·L-1,平均相对误差σ=59.1%,反演结果和实测数据可决系数为0.46;基于光谱分类的建模方法得到RMSE=8.47μg·L-1,σ=31.3%,反演结果和实测数据可决系数为0.87.因此,基于光谱分类的藻类蛋白反演方法有效地提高了反演精度,可以为其它水体的藻蓝蛋白浓度反演提供借鉴.     

无机聚合硅铝混凝剂的合成及其在含油污水净化中的应用

本文以价廉、来源广的水玻璃及硫酸和硫酸铝（简称AS）为原料，制备无机聚合硅铝混凝剂（简称PSA)。对影响PSA产品稳定性的因素进行了讨论；考察了PSA在含油污水混凝脱油净化中的应用性能；并与聚氯化铝（简称PAC）及AS的性能进行了对比。结果表明，PSA是一种高效的含油污水脱油净化用混凝剂，可以使含油污水的处理费用大幅度下降。     

杭州城区PM2.5和PM10污染特征及其影响因子分析

利用2013年12月—2014年11月杭州城区空气质量监测站PM_(2.5)、PM_(10)浓度值结合气象、道路、人口数据以及站点周边绿地信息分析PM_(2.5)、PM_(10)浓度时空特征及其影响因子。结果表明,杭州城区各监测站PM_(2.5)和PM_(10)晴天日浓度变化趋势基本一致,PM_(2.5)比PM_(10)污染严重;晴天日PM_(2.5)、PM_(10)浓度值与对应的温度(-0.463,-0.281)、风速(-0.305,-0.332)呈负相关,与湿度(0.257,0.239)呈正相关;晴天有风时,杭州市区PM_(2.5)、PM_(10)污染北部重于南部,东部重于西部,浓度极高值集中在风速小于5 m/s时段,且风速越小浓度值越高;温度为12℃左右,湿度在60%~80%时,颗粒物污染最严重;交通高峰时各监测站PM_(2.5)、PM_(10)污染程度存在明显差异。相关性分析表明,PM_(2.5)、PM_(10)污染程度与道路密度成正比,与缓冲区内绿地覆盖面积成反比。PM_(2.5)污染程度与人口密度成正比,PM_(10)污染与人口密度成反比。     

鄱阳湖湿地出露草洲分布特征的遥感研究

利用鄱阳湖区46景不同时相的Landsat MSS/TM/ETM+遥感影像，分别提取鄱阳湖的出露草洲范围，并假定只要一个时期是出露草洲就属于草洲，形成鄱阳湖湿地草洲潜在分布图，并分析鄱阳湖湿地出露草洲的分布特征。研究结果表明：(1)利用出露草洲面积与星子水文站观测水位得到二者的关系，表明出露草洲分布及范围受水位的影响显著，高水位时，大部分草洲被水淹没；低水位时，出露草洲面积大。此外，也受气象因素、草洲植物生长期的水位过程等因素影响；(2)出露草洲面积的季节变化明显：随水位的升高而减少，随水位的下降而增加；在植被生长期的春季和夏季，出露草洲面积逐渐减少，在秋季和冬季，出露草洲面积却逐渐增加；出露草洲面积最大在1月，最小在7月；(3)鄱阳湖潜在草洲的面积达2 441 km2，草洲可能出现的范围占整个鄱阳湖面积的69.5%     

千岛湖地区上梧溪流域基流磷输出定量研究

基于双参数递归数字滤波 （ERDF）、LOADEST模型和遗传算法,建立一种递归滤波基流负荷分割算法 （RFLSA）,对千岛湖地区上梧溪流域的基流总磷 （TP） 负荷进行分割定量.结果表明：利用遗传算法对双参数滤波日尺度退水常数和最大基流指数 （BFI_max） 进行同步优化,可以有效提高ERDF基流分割结果的准确性和可靠性 （NSE = 0.92, RSR = 0.29, R² = 0.92）;以此为基础建立的RFLSA能够实现上梧溪流域基流TP负荷的准确定量 （NSE = 0.79, RSR = 0.46, R² = 0.95）,可以作为流域尺度上基流非点源污染定量评价的一种有效方法;2020年11月—2021年10月,上梧溪流域以基流形式输出的TP负荷量为0.167 kg·hm^-2,占总径流负荷量 （0.302 kg·hm^-2） 的比例高达55.30%.基流已经成为上梧溪流域非点源TP的主要输出途径,是该地区地表河流水体一个不容忽视的重要污染源.     

太湖流域上游南苕溪水系夏秋季水体溶存二氧化碳和甲烷浓度特征及影响因素

内陆水体是重要的活性碳（C）汇和温室气体潜在排放源.为查明太湖流域上游南苕溪水系夏秋季水体溶存二氧化碳（CO₂）和甲烷（CH₄）浓度特征及影响因素,于2019年7~11月进行水样采集,采用水-气顶空平衡-气相色谱法测定水体溶存CO₂浓度［c_obs（CO₂）］和CH₄浓度［c_obs（CH₄）］,同步测定水体物理化学指标,分析水体c_obs（CO₂）和c_obs（CH₄）变化的主要影响因素.结果表明,观测期内南苕溪水体c_obs（CO₂）及其饱和度［R（CO₂）］和c_obs（CH₄）及其饱和度［R（CH₄）］的均值分别为（505.47±16.99）μg·L^-1、（256.31±8.32）%和（1.88±0.09）μg·L^-1、（5218.74±264.30）%;所有观测点位R（CO₂）和R（CH₄）均大于100%,表明南苕溪水体为CO₂和CH₄的潜在释放源.农业区水体c_obs（CO₂）最高、居民点区次之、森林区最低,3种土地利用类型区水体间差异显著;居民点区水体c_obs（CH₄）显著高于农业区与森林区.水体c_obs（CO₂）、R（CO₂）、c_obs（CH₄）和R（CH₄）均与氧化还原电位（ORP）负相关（P<0.01）,与电导率（EC）正相关（P<0.01）.叶绿素a（Chl-a）、硝态氮（NO₃^--N）、总氮（TN）浓度和EC的差异是造成不同土地利用类型区水体c_obs（CO₂）显著差异的主要原因;农业区和居民点区水体中较高的氮污染物浓度还可促进浮游植物生长并产生更活跃的呼吸作用,最终使两类型区水体c_obs（CO₂）显著较高.居民点区水体中较高的可溶性有机碳（DOC）和铵态氮（NH₄⁺-N）浓度及水温（WT）是导致该类型区水体c_obs（CH₄）较高的主要原因.降雨对流域内不同土地利用类型区水体c_obs（CO₂）和c_obs（CH₄）都产生一定的影响,雨后农业区水体氮污染物浓度增大和居民点区水体DOC浓度增加分别是造成农业区水体c_obs（CO₂）和居民点区水体c_obs（CH₄）较高的主要原因.     

湖库水生植被光学遥感监测研究进展和展望

水生植被在湖库生态系统中发挥稳定沉积物、净化水质、平衡水生生态系统等作用,监测水生植被变化对湖库生态环境的监测具有重要意义。梳理了国内外利用高光谱、多光谱光学卫星遥感数据提取湖库水生植被的方法,尤其是针对其中涉及的阈值确定问题进行总结分析,介绍了典型研究区水生植被时空分布和变化以及与水质的关系,最后给出一些水生植被遥感监测的展望。     

千岛湖地区上梧溪流域地表径流非点源氮污染分类识别

非点源污染的准确定量是流域非点源污染控制和治理的基本前提和重要保障.在综合考虑基流非点源污染的前提下,对传统输出系数模型(ECM)进行优化和改进,建立以周为时间步长的输出系数模型(IECM),实现上梧溪流域不同土地利用类型地表径流非点源总氮(TN)污染更加准确的定量识别.结果表明,IECM可以有效实现该流域TN负荷的模拟定量,校准期与验证期的纳什系数(NSE)分别为0.82和0.77,R²分别为0.87和0.84.基于IECM得到的上梧溪流域2020年11月至2021年10月地表径流和基流的TN输出强度分别为5.74 kg·(hm²·a)^-1和9.85 kg·(hm²·a)^-1,分别占总径流负荷的36.80%和63.20%.相较于IECM,ECM由于未考虑基流对非点源污染的贡献,其估算的地表径流TN负荷量较IECM高54.21%.显然,直接将基流非点源污染归结于地表径流将导致地表径流负荷输出强度的严重高估.基于IECM计算得到的上梧溪流域水田、草地、林地、旱地和人居地的以地表径...     

杭州市建筑节能问题分析及对策措施

浙江农林大学建筑节能调查课题组以杭州市城镇既有和新增住宅、公共建筑为调查对象,对杭州市城镇住宅及公共建筑节能现状、建筑业新节能技术利用现状、建筑节能管理现状和既有建筑节能改造现状进行了调查,对调查的数据、信息进行分析处理,依据所得结果,对杭州市节能现状进行分析评价,总结“十一五”期间杭州建筑节能工作已取得成效,评价各种新型节能技术在杭州的利用水平和适用性,揭示现有节能工作中所存在问题,针对存在问题提出了对策措施.