多重密度布点对土壤有机质空间特性的解析

论文以张家港市耕层土壤有机质（Soil organic matter, SOM）为目标变量,通过网格布点建立11种样点密度梯度,运用经典统计学和地统计学方法研究其空间特性随布点密度变化的趋势规律。结果表明,各密度下SOM的变异系数稳定在21.70%~23.12%之间,表现出中等程度变异;随着布点密度降低,SOM的块基比和分维数分别由37.52%、1.838波动降至18.70%、1.714,Moran’s I则由0.485起伏升高至0.857,相应地其空间变异中结构变异组分增多、随机变异贡献减少,空间自相关性也逐渐增强;SOM呈现西南-东北递减分布,随着样点密度减小,其空间格局趋于简化。论文以布点密度为视窗,揭示了SOM的多重空间尺度特征,可为解析土壤属性的层级结构提供参考依据。     

个旧地区环境中氡水平及其与地质特点的关系

为了研究个旧地区环境中氡的浓度及分布、运移规律,采用ＳＳＮＴＤ方法,于１９９０－１９９２年间在个旧地区进行了氡的环境地质野外考察和土壤、居室内布点监测,共获４７９个数据。结果表明,尽管在个旧地区未发现铀、钍矿物,土壤氡水平普遍超过世界地壳土壤氡水平均值。居民室内氡水平均值高达４７１．９Ｂｑ·ｍ－３,远高于我国部分省、市近年来所测氡水平值,位于断裂带的居室氡水平高于远离断裂带的居室。个旧地区室内氡夏季高,冬季低,与一些国内、外有关报道结果相反。氡水平与楼层高度呈正相关,顶层为底层的２．７０倍。调查结果可能与个旧地区的环境地质因素有关。建议采取远离地质断裂带建房和防止上升气流逸入室内的防氡辐射进而防癌的措施。     

某有色冶炼企业周围土壤中汞等重金属分布的特征研究

为考察某有色金属冶炼厂对其周边土壤的重金属污染状况,研究了土壤中汞等重金属的水平分布特征和垂直分布特征。在该厂的厂内、上风向、下风向区域分别进行代表性布点,同时在当地主导风向下风侧最大落地点400 m~2范围内进行棋盘式布点,分层采样,共计96个样品,以GB 15618—2008《土壤环境质量标准》的三级标准为评价标准,对土壤中汞、铅、砷、锌的污染状况及分布特征进行了分析评价。结果表明:厂内土壤汞浓度为355 mg/kg,超出标准限值1.5 mg/kg约239倍;土壤重金属水平分布特征随当地主导风向影响较为明显,而重金属垂直分布特征各异,汞浓度随土层深度增加而升高,砷浓度垂直分布较均匀,锌浓度的垂直分布特征不明显。     

乌鲁木齐地区土壤中有机氯农药残留特征及来源分析

在乌鲁木齐地区,采集了28个表层土壤样品,采用气相色谱法对土壤中有机氯农药残留进行了分析,揭示了乌鲁木齐地区土壤中有机氯农药的残留水平,分布及来源.结果表明,研究区域内土壤中DDTs,HCHs和甲氧滴滴涕均有较高的检出率(68%~93%),是土壤中的主要污染物.乌鲁木齐表层土壤中OCPs的含量在16.40~84.86μg/kg,平均值为(41.89±16.25)μg/kg.有机氯组成特征表明,土壤中有机氯农药残留主要来源于历史上的使用.土壤有机碳是影响有机氯分布的重要因素.与国内外同类研究及中国土壤环境质量标准相比较发现,研究区土壤中DDTs、HCHs的残留均处于较低水平.     

乌鲁木齐地区土壤重金属污染空间分布及污染预警研究

以乌鲁木齐市土壤和农作物为研究对象,在大量野外调查采样和样品测试分析的基础上,运用地统计学和BP神经网络技术等方法,对研究区内土壤重金属的空间分布及重金属污染进行预警研究.结果发现,整个研究区重金属污染均呈增强态势,Cr元素呈现南北两头高、中间低的分布规律,其余各元素均呈现出较为明显的条块状或斑块状分布,且从南到北逐渐降低,高值区主要集中在乌鲁木齐市区.通过BP神经网络模型对乌鲁木齐2015年和2020年土壤重金属含量进行了预测,并对预测结果进行预警分析.结果表明,未来10年内,随着乌鲁木齐社会经济的发展,各行政区重金属元素含量均表现出了累积增长的趋势,其中,天山区、沙依巴克区、新市区和水磨沟区等4个主城区预测值普遍高于其他行政区.从预测结果来看,乌鲁木齐地区未来10年内,Cd元素污染相当严重,将达到重警状态,Zn元素将达到中警状态,其余各元素基本上处于轻警或无警状态.     

北京市顺义区浅层土壤硝态氮的空间变异特征分析

顺义是北京市的主要水源地和农业生产基地,研究氮素在顺义区土壤中的分布累积及空间变异情况,对于了解顺义区的土壤潜在污染,指导农业生产,预防面源污染等具有重要作用.因此,本研究应用传统统计学方法和基于GIS的地统计学法研究了顺义区不同地点各土层土壤中硝态氮的空间分布特征.结果发现,地统计分析过程中,在考虑各向异性和趋势效应的情况下,各土层土壤硝态氮含量均具有空间相关性,理论变异模型主要为球状模型和指数模型.同时,选用普通Kriging插值法得到了各土层土壤硝态氮的空间分布图,并对其空间分布特征进行了分析.结果表明,研究区不同土层硝态氮空间分布状况各异,潮白河东部土壤硝态氮含量高于潮白河西部.     

皖江经济带土壤Cd空间分布特征与生态风险评价

选取2.5 km×2.5 km网格布点法,在皖江经济带A、B、C三地分别采集土壤样品35个、34个、106个,利用ICP-AES分析测定Cd含量特征,运用单项污染指数法、地累积指数法和潜在生态风险指数法对三地土壤Cd污染状况进行生态风险评价。结果表明：（1）A、B、C三地土壤的Cd含量的算术平均值分别为0.40 mg?kg ^-1、0.66 mg?kg ^-1、0.84 mg?kg ^-1,均高于江淮流域Cd含量土壤背景值;（2）三地土壤pH在5.06~7.58之间,整体上处于酸性和弱碱性之间,pH小于7.0的样品167个,占比95.43%;（3）研究区三个地块土壤Cd污染特征存在明显的空间分异,低污染区在空间上呈带状分布,高污染区在空间上呈岛状分布,污染区分布面积C地>B地>A地。（4）三地土壤环境均受重金属Cd污染的影响,存在生态安全风险,风险大小为C地>B地>A地,风险程度均为潜在生态风险高于地累积生态风险高于单项污染生态风险。本区域土壤农业安全利用需要加以重视并进行分类管控。     

湘江子流域重点污染企业影响区土壤重金属镉污染源识别

土壤重金属Cd（镉）是威胁人类健康最严重的重金属污染元素之一.土壤Cd污染来源复杂,明确土壤重金属分布特征,探索重点污染企业影响区土壤重金属源解析方法,对土壤Cd污染防治具有重要意义.2018年5-9月,以湘江流域头山、大河滩两个子流域为研究对象,采用系统布点法,借助2 km×2 km的网格在研究区内均匀布点共计2 638个,分析重点污染企业对土壤Cd污染的影响及w（Cd）的空间分布特征,并借助双变量局部莫兰指数方法（bivariate local Moran's I）、广义加性模型（GAM）量化土壤中w（Cd）与企业分布的空间相关性及不同行业源的贡献率.结果表明:①研究区土壤中w（Cd）为0.032~14.01 mg/kg,平均值（0.63 mg/kg）较高,高值区主要分布在研究区西部,低值区位于研究区东部.②研究区重点污染企业总体聚集程度不高（Moran's I=0.45）,而分行业企业呈显著的高聚集分布（0.88 ≤ Moran's I ≤ 0.97）特征,尤其是冶炼与压延加工业的集聚性最为明显.③土壤中w（Cd）与不同行业的空间相关聚类分析发现,存在较大区域的H-H[土壤w（Cd）高值与企业高密度]聚类分布,说明土壤中w（Cd）受企业分布的影响较大,在企业集聚区存在较多的土壤w（Cd）高值区.④在企业影响区内,土壤w（Cd）分布受行业影响排序依次为采选业>化学品制造业>冶炼和压延加工业>其他行业,其方差解释率分别为51.2%、48.0%、46.2%、19.3%.研究显示,研究区土壤中w（Cd）分布受企业的影响明显,在污染源识别中采选业对土壤Cd污染影响最突出,研究结果可为湘江流域土壤重金属污染防治和企业污染源的管理提供依据.      

基于组合赋权TOPSIS模型的土壤养分空间分析及综合评价——以瓮安县为例

通过野外采样布点和室内理化分析,对瓮安县农产品生产基地农用地97个土壤样品进行采样、检测与分析,以有机质、全氮、有效磷、速效钾为评价因子,综合运用GIS、地统计分析法和组合赋权TOPSIS模型法对瓮安县农产品生产基地土壤养分进行综合评价研究。研究结果表明:1)研究区土壤养分整体处于中等水平,其中土壤速效钾含量丰富,有机质、全氮、有效磷含量为适量水平;2)研究区土壤养分综合评价图分析显示,研究区土壤养分等级总体较高,土壤养分状况良好。其中,猴场镇、雍阳办事处等部分区域土壤养分等级极高,以面状形式为主,面积占0.47%;珠藏镇、建中镇、玉山镇、永和镇等部分地区土壤养分等级为高,以带状为主,面积占14.51%;中等土壤养分空间分布区域面积最广,面积占68.09%;江界河镇、中坪镇、平定营镇等部分区域土壤养分等级为低,面积占14.47%;极低的土壤养分分布最少,面积占2.46%。研究结果为掌握瓮安县农产品生产基地土壤养分肥力状况、空间变异特征及对其精准施肥提供了参考。     

吉林省农田黑土中Cd、Pb、As含量的空间分布特征

利用地统计学方法研究了吉林省黑土区耕层土壤(0～20cm)中Cd、Pb、As含量的空间结构及其分布特征.结果表明,研究区土壤Pb含量属中等程度的空间相关,而Cd、As含量属空间弱相关.3种元素含量的空间变异主要受人为的随机性因素的影响.利用半方差函数的分析结果经普通克立格插值得到了3种元素含量的空间分布图.结果显示,在空间分布上,受不同污染源的影响,土壤Cd、Pb、As含量表现出不同的分布特征.土壤Cd含量较高的地区主要分布于煤矿区周围;土壤Pb含量高的样点主要分布于城郊及公路两侧;煤矿区周围及城郊农田土壤中As含量相对较高.     

Spatial distribution analysis on climatic variables in northeast China

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＷｅａｒｅａｔｔｈｅｄａｗｎｏｆａｎｅｗｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｌｅｒａ.Ｔｈｅａｄｖａｎｃｅｏｆｃｏｍｐｕｔｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ,ｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｌｔｈｅｏｒｉｅｓ,ｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ,ａｎｄｔｈｅｕｒｇｅｎｔｎｅｅｄｓｆｏｒｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｏｆｅｃｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｉｎｆｏｒｍａｔ…     

基于OMI数据的中国臭氧总量时空动态信息提取

文章以OMITO3e数据产品为源数据,探讨了HDF-EOS数据格式的结构特征,在此基础上以MATLAB为主要工具,运用MATLAB函数库实现了HDF-EOS数据格式向shapefile格式的转换,以适应空间分析的要求,按此思路实现了OMITO3e数据产品信息的提取,获得了2005年1月～2007年12月中国O3总量的时空分布特征,结果表明:以此方法获得的中国臭氧信息能够准确的反应其真实的时空动态,同时也为OMI数据和其他EOS数据的进一步应用提供了一种新的方法。     

基于GIS的西辽河流域生态安全空间分异特征

生态安全评价与预警研究具有空间特性、非线性和随机性,研究过程中必须处理大量的空间信息,而空间分析和空间数据管理正是GIS的优势,它使各环境要素的分布态势及彼此之间的拓扑关系一目了然,并且图文并茂地展示全流域的生态安全格局.在充分研究西辽河流域生态环境的基础上,讨论了基于GIS的西辽河生态安全空间差异的评价方法.①拟定“压力-状态-响应”(P-S-R)指标体系,实地调查并收集资料;②数字化流域,运用模糊AHP和综合比较法赋权并量化计算;③建立西辽河流域生态安全指数GRID数据库,通过GIS的空间Interpolate运算和Assembly分析,阐述生态安全的空间分异特征.     

城市餐厨垃圾产量的空间降尺度模拟

文章以厦门岛为例,采用多元回归模拟和空间分析技术相结合的方法,选取了与厦门岛城市餐厨垃圾产量相关的土地利用、GDP、人口等相关社会经济地理因子进行空间化模拟研究。结果表明:(1)所选地理因子均对餐厨垃圾密度空间分布有一定影响,其中商住混合用地、商业服务用地、城镇住宅用地和城中村用地等土地利用类型的面积比例是主要的影响因子。(2)受多种因素共同影响,筼筜湖周边及厦门岛西南等商业繁华的区域餐厨垃圾密度较高,呈现空间集聚效应。(3)模型验证结果较为理想,各街道内餐厨垃圾总量模拟值与统计值比较符合,实现了厦门岛餐厨垃圾总量的降尺度模拟,是研究城市餐厨垃圾分布规律和实现餐厨垃圾产量空间化的一种尝试,以便为城市餐厨垃圾科学管理和决策提供参考,为餐厨垃圾资源化回收利用提供基础空间数据。     

基于地理回归的农作物播种面积统计数据空间化方法

农作物空间格局反映了农作物种植结构和特征,是了解生产资源利用状况及进行农业结构调整的重要依据。研究旨在探索农作物播种面积统计数据空间化的方法,实现对历史农业统计数据的空间化表达。将传统的农业统计调查与先进的遥感技术、空间地理信息技术相结合,通过多元Logistic回归分析农作物格局与自然地理因素和社会经济因素之间的关系,构建农作物空间适宜性分布概率,在此基础上将农作物播种面积统计数据利用空间迭代分配方法,实现统计数据空间化的研究。论文选取中国东北三省作为方法研究区,实现了对该地区2000—2010年农作物播种面积空间化表达,经检验,该方法对东北三省水稻空间化精度为0.76,能够较好地完成农作物时空播种面积统计数据空间化工作。该方法是农作物调查和遥感时空格局解译研究的有效补充,为丰富农作物空间数据提供了技术手段。     

辅以纹理特征的HJ-CCD海上溢油信息提取 ——以PL19-3溢油为例

鉴于依赖光谱特征的传统溢油信息提取方法面临信息提取精度低的困境,提出采用光谱特征与纹理分析结合的方法应用于溢油监测.选择位于渤海的蓬莱19-3油田溢油事故为研究对象,基于覆盖溢油事故阶段的8景30m分辨率HJ-CCD数据,在溢油目标提取过程中,引入了方向性纹理特征分析,将主成分光谱降维、方向梯度边缘检测等技术相结合,形成了基于光谱与纹理特征的溢油信息提取技术.所述方法经8组数据检验后,用类间分歧度方法进行了对比评价.结果表明:将纹理分析方法应用于溢油信息提取,类间分歧度提高到1.9999,提高了油膜影响边界和油膜厚度分区识别能力.     

基于多源辅助数据和神经网络模型的稻田土壤砷空间分布预测

合适的方法和多源的辅助数据对于准确预测土壤重金属的空间分布具有重要意义.该研究提出一种径向基函数神经网络结合普通克里格法的模型(RBFNN_OK),由主成分分析(PCA)提取的地形因子、遥感数据和邻近信息等多源辅助数据作为自变量,预测江西省都昌县稻田土壤砷空间分布.为验证RBFNN_OK的可行性:首先在全县范围内采集144个稻田表层(0～20 cm)土壤样品,运用ArcGIS地统计模块随机抽取115个(80%)采样点作为测试集,29个(20%)采样点作为验证集.其次多源辅助数据包括地形因子、遥感数据和邻近信息等14个定量因子作为预测变量,将预测变量进行主成分分析,得到前10个主成分的累积贡献率达到97.62%.再次一个特定的RBFNN_OK被用来预测土壤砷空间分布.最后将RBFNN_OK模型的预测结果与径向基神经网络模型(RBFNN)、回归克里格模型(RK)和多元逐步线性回归模型(MSLR)进行比较.结果表明,RBFNN_OK的测量值标准偏差与均方根误差的比值(RPD)较其它3种方法分别提高了14.92%、35.71%和44.67%.此外,RBFNN_OK还提供了更加真实且有关土壤砷空间分布的细节信息.RBFNN_OK取得最优效果可能归因于引入多源辅助数据,考虑多源辅助数据和土壤砷之间的多重共线性和非线性关系.该方法可为稻田土壤砷调查与环境保护提供更为精准的信息.     

基于GIS的区域噪声信息管理系统

利用GIS技术建立区域噪声信息管理，能动态、直观地反映区域噪声的时空分布规律，为区域噪声控制研究提供强有力的工具。研究以MapInfo为主要的GIS开发工具，通过属性数据和空间数据的链接，实现了区域噪声分布的地图化表现、动态查询、基本空间分析等功能。利用该系统，可以对某市重点工业区区域噪声的空间分布规律进行GIS实例分析。     

基于人工神经网络多源数据融合的子像元冬油菜提取——以两湖平原为例

油菜是我国第五大农作物和重要的油料作物。获取油菜的种植分布信息对食用油市场的发展和粮食安全具有重要意义。两湖平原泛指包括湖北江汉平原和湖南洞庭湖平原在内的广大平原区域,是我国重要的粮棉油生产基地,“湖广熟,天下足”指的就是这一地区。由于耕地破碎,种植结构复杂,两湖平原轮作和间作的现象非常普遍,传统的遥感监测方法难以准确地获取冬油菜的空间分布。本文提出了一种基于人工神经网络ANN的子像元冬油菜提取方法,将时间序列MODIS-EVI和GF-1数据结合以提取两湖平原的冬油菜丰度信息。首先采用顺序前向选择SFS算法从时间序列MODIS-EVI数据集中进行物候特征优选;然后构建融合多源数据的ANN模型估算两湖平原的冬油菜丰度。结果表明：基于ANN方法获取的冬油菜分布具有较高的精度（ANN估算结果与GF-1和统计数据的验证精度分别为91.54%和74.70%）,在利用中分辨率影像进行大尺度冬油菜精细制图方面显示出巨大潜力,可为我国冬油菜的空间分布制图和时空格局分析提供技术方法。