牛顿插值法在大气监测中的应用

本文将牛顿插值方法通过程序输入ＣＡＳＩＯｆｘ—４０００Ｐ计算器，应用到实际大气环境监测中，与实际监测结果作了对照，取得好的成果．该方法解决了基层监测站因特殊情况数据缺测的问题。     

基于GIS空间插值方法的长湖水质评价

通过对各插值方法选择后取反距离加权法与克立格法对长湖的污染现状进行分析,结果表明大部分水域水质处于Ⅴ类和劣Ⅴ类,只有主要出水口习家口和刘岺闸附近的部分水域的水质可以达到Ⅳ类水质标准.同时发现反距离加权法与克立格法均具有较高的精度,但克立格法优于反距离加权法,这两种方法评价湖泊水质都能取得比较好的效果.     

基于时空回归克里格和AOD数据的PM2.5时空插值

基于京津冀地区2016年PM_(2.5)浓度监测数据和MOD04的10 km分辨率气溶胶数据,结合时空位置,建立PM_(2.5)回归模型,使用时空回归克里格方法对京津冀地区进行PM_(2.5)时空插值,对比研究时空回归克里格与只使用监测站数据的普通时空克里格方法的时空插值结果。结果表明,两种方法的插值结果时空趋势相同,京津冀地区东南部PM_(2.5)浓度较高,夏秋两季浓度低于春冬两季;时空回归克里格插值结果的均方根误差为26.1,时空克里格插值结果均方根误差为28.3,即兼顾时空趋势并结合气溶胶数据的时空回归克里格插值精度提高了约8%。     

多尺度PM_(2.5)分布特征的空间插值与遥感反演对比

精确识别污染物浓度的空间分布是进行区域大气污染防治的重要基础。利用MODIS卫星数据,采用基于地面气象和环境空气质量监测站点观测数据为基础的反演模型,反演获取2013年12月珠三角地区典型大气污染过程1 km分辨率的PM_(2.5)浓度数据,对比分析遥感反演及基于环境空气质量监测站点观测数据的空间插值方法对区域、城市和乡镇尺度PM_(2.5)浓度空间分布特征的再现效果差异。结果表明,珠三角地区PM_(2.5)遥感反演结果与地面观测数据的相关性达到0.74,相关性水平较好,遥感反演结果可描述区域、城市和乡镇尺度上PM_(2.5)污染浓度的空间分布特征,识别不同空间位置的污染程度差异;基于站点观测数据的空间插值方法对PM_(2.5)浓度空间分布特征的再现能力有限,在区域尺度PM_(2.5)浓度空间分布特征分析时效果尚可,在站点有限的城市和乡镇尺度分析中效果不佳,容易产生对高浓度污染地区的误判;在需要利用站点观测数据分析区域尺度PM_(2.5)浓度空间分布特征时,析取克里金、反距离权重或径向基函数插值方法的效果相对较好。     

西安市主要大气污染物的相关性分析及时空分布特征

为深入了解西安市大气污染程度,对2015年西安市主要大气污染物(SO_2、NO_2、CO、PM_(2.5)、PM_(10)、O_3)的空气质量指数进行了逐日变化分析、相关性分析及空间插值分析。结果表明:SO_2、NO_2、CO、PM_(2.5)、PM_(10)空气质量指数春冬季高于夏秋季,而O_3空气质量指数则是春冬季低于夏秋季。11月和12月份污染较为严重。在4个季度中,PM_(2.5)和PM_(10)与气态污染物SO_2、CO、NO_2均呈正相关,说明PM_(2.5)、PM_(10)与这3种气态污染物具有同源性。SO_2与CO、NO_2均呈显著性正相关,三者均受化石燃料燃烧及机动车尾气影响。O_3与CO、SO_2相关性不大,与NO_2在二季度呈现正相关。SO_2、NO_2、PM_(2.5)、CO、PM_(10)多聚集在高新西区、莲湖区、碑林区、经开区、雁塔区、长安区,O_3多聚集在阎良区、未央区和灞桥区。     

基于GIS和LUR模型的西安市PM2.5浓度空间分布模拟研究

基于地理信息系统GIS和土地利用回归LUR模型,模拟西安市PM2.5浓度空间动态分布,结果表明:与PM2.5浓度相关性最高的分别为缓冲区为2 km的水域面积、人口密度和距离水域距离,R 2分别为0.501,0.393和0.280;与PM2.5浓度相关性最低的分别为缓冲区为4 km的水域面积、未利用地面积和耕地面积,R 2分别为0.039、0.021和0.017.未考虑风速建立的LUR模型多元回归的相关系数为0.856,R 2为0.733,考虑风速的相关系数为0.892,R 2为0.796,表明风速对于污染物的分布影响较大,LUR模型模拟效果较好.模拟的PM2.5年均浓度高风险区分布于中部,中风险区分布于中西部,低风险区分布于东南部和西部.     

基于GIS的海洋底栖生物栖息密度空间插值方法

在地理信息系统即GIS的支持下,分别采用反距离加权(inverse distance weighted,IDW)、普通克里格(ordinary krig-ing,OK)、规则样条(regularize spline,RS)和张力样条(tension spline,TS)4种插值方法对2006年7月获得的大连湾底栖生物栖息密度的数据进行空间插值处理,并对插值结果的精确度进行交叉验证,分析和比较不同插值方法获得的分布图。结果表明,插值精确度普通克里格>反距离加权>张力样条>规则样条;4种方法均能较客观的模拟出底栖生物栖息密度的分布趋势,但是在整体趋势和局部趋势两方面的综合考虑下,普通克里格的表现效果更好。文章进一步指出,在确定站位数量及分布前提下,插值结果的精确度可以通过选择空间插值方法得以改善,但其根本还是取决于站位布置的数量和其分布合理性。     

城市表层土壤重金属污染分析研究

根据某城市土壤表层中的8种重金属Cu、Pb、Cd、Hg、As、Cr、Ni、Zn的浓度数据,利用地统计学原理方法,研究了不同功能区土壤重金属的污染特征。结果表明Cd、Cu、Hg、Pb和Zn在工业区和主干道路区浓度超标,并且这几种元素的富集系数偏高,说明污染来源主要是工业生产、汽车尾气排放及汽车轮胎磨损等。此研究对城市土壤重金属污染治理及修复、重金属污染重点行业污染控制等提供参考。     

南通地区冰后期泥沙沉积量和环境变化的初步研究

南通地区位于长江三角洲北翼，其冰后期的环境变化以最大海侵时期为界，之前为海侵期，表现为海水入侵，陆地面积减少。之后海面趋于稳定，长江泥沙在河口地区持续沉积的作用下，表现为南通地区的逐渐成陆过程。利用收集的84个分布于南通地区及附近的钻孔剖面资料，将其按不同厚度的沉积相进行整理，结合前人研究成果，根据不同的数据基础运用IDW（Inverse Distance Weighted）插值对南通地区冰后期沉积厚度分布和环境变化过程分别进行了初步研究。结果表明：南通地区古河谷区是冰后期主要的泥沙沉积区，沉积物厚度、体积和重量大于北翼地区，北翼前缘沉积要大于后缘。冰后期古河谷区沉积泥沙4 8922×108 t，北翼地区沉积泥沙1 0453×108 t，二者之比约为47〖DK〗∶10，泥沙沉积强度之比约2〖DK〗∶1。从冰后期海侵初期到最大海侵时期，再到南通成陆的晚期，南通地区水域面积比例先由622%上升到95%，再缩减到331%，陆地面积比例先由378%缩减到5%，而后又上升至669%。尽管钻孔资料可以为南通地区有历史记载之前的时期提供宏观的环境变化框架，但由于钻孔资料在测年数据及沉积相的划分方面分辨率较低，在表现南通地区历史时期的环境变化方面存在不足，需要结合考古、文物等历史资料和土壤分布等自然地理信息进行更为详细的研究     

GIS环境下大区域工程场地地震液化势的二维概率评价方法

用具有概率意义的饱和砂土抗液化强度经验公式来对大区域场地进行地震液化势二维概率评价;在GIS软件ArcGIS的支持下,将取样钻孔处的液化势评价结果等价于数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)中的高程,利用ArcGIS空间分析模块中的Kriging插值法估计大区域场地的地震液化范围。研究表明:将Kriging法应用于岩土工程地质特征的统计推断,有助于揭示勘探孔以外的地层信息,对于大区域场地地震液化范围的判别是一个较好的手段;利用ArcGIS空间分析模块中的Kriging法,通过已勘察点的信息(液化势)来估计未勘测点的土层液化势,能够较好地区划出场地地震液化势的空间分布特征。