准好氧填埋结构填埋气的空间变异性研究

建立了准好氧填埋模拟装置,对其中心剖面内的填埋气进行网格采样.采用经典统计学和地统计学相结合的方法,研究了剖面内ψ(CH₄)和ψ(CO₂)的空间分布及其变异性.结果表明:ψ(CH₄)和ψ(CO₂)的变异系数分别为0.64和O.30;剖面内从上到下ψ(CH₄)和ψ(CO₂)呈上升趋势,其空间分布均表现出较大的变异性和较强的空间自相关性,且呈各向异性变化,即竖直方向填埋气空间变异性和自相关性均强于水平方向;ψ(CH₄)的空间分布变化比ψ(CO₂)更易受填埋场结构的影响,其空间变异性和自相关性均大于ψ(CO₂).      

基于稀疏样点的土壤重金属含量模拟方法

土壤重金属受人为和自然因素综合作用,其空间异质性强,存在区域均值和方差的非平稳性,稀疏样本下未知点估计精确度低,土壤环境质量现状精准估计和风险评估困难.基于此,提出了随机森林-序贯高斯模拟混合模型（RF-SGS）,选取多种自然因素和人为因素作为辅助变量,充分考虑土壤属性指标的空间自相关性以及环境变量属性相似性,解决传统插值中极端值和空间连续性模式敏感存在的局限性,为非平稳区域精准估计总体提出可行性方法 .以北京市顺义区采样数据为例,采用MMSD抽样方法对样点抽稀,对原始采样数据进行不同采样密度的对比实验,用随机森林-序贯高斯模拟混合模型（RFSGS）、序贯高斯模拟模型（SGS）、趋势面-序贯高斯模拟混合模型（TR-SGS）和随机森林模型（RF）对土壤重金属Cd的空间分布进行模拟,从统计特征和空间结构等方面比较模拟结果,分析误差产生的原因,进一步验证方法有效性.结果表明,在7种采样密度下,预测精度由低到高排序为：SGS 相似文献   

基于GMS的武山矿区水文地质结构可视化模型

在介绍GMS生成水文地质结构实体模型方法的基础上,利用武山矿区大量钻孔数据,建立了该侵入岩矿区水文地质结构三维可视化模型。结果表明:将武山岩体的horizon ID设置为第7层,插入Q与T1d2—T2j之间建模取得了较好的效果;建立的可视化模型可以灵活地实现含水层的拆分组合、任意剖面及任意方向的旋转、切剖面等功能,并能清晰地展示含水层的空间分布特征,为了解水文地质结构特征、进一步挖掘地质与水文地质相关信息提供了方便。     

江津市紫色土中N、P养分元素区域空间变异性研究

利用地统计学,结合GIS研究紫色土土壤表层(0～20cm)的全氮、碱解氮、全磷和速效磷4种养分含量的空间分布特征结果表明,全氮和速效氮为正态分布,全磷和速效磷为对数正态分布;通过半方差函数分析,发现全氮存在纯块金效应,块金值为0.2,其它养分在一定间距内(50m)存在空间相关性,且为中等强度的空间自相关性(块金值与基台值之比在25%～75%之间);用普通克立格法和对数正态克立格法进行最优内插,做各种养分含量的分布图.结合GIS可充分了解土壤中N、P养分的空间变异性规律,并可进一步应用于精确施肥和农业非点源污染预测和控制.     

黑龙江省松嫩平原南部土壤重金属元素铅的空间变异特征研究

利用地统计学,结合GIS研究黑龙江省松嫩平原南部重金属Pb在耕作层(0～20 cm)和亚耕作层(20～40 cm)的空间分布特征。结果表明耕作层和亚耕作层分别经过Box-Cox变换和Log变换后服从正态分布;通过半方差函数分析,发现存在块金效应,且耕作层和亚耕作层均为中等强度的空间自相关性;用普通克里格法进行插值,得到耕作层和亚耕作层的空间等值线图,充分了解空间变异性规律,并可进一步用于精确农业和农业污染源的预测和控制。     

咸阳市单位GDP能耗空间分异特征分析研究

以地统分析为基础,在GIS技术平台下分析"十一五"期间咸阳市各区县单位GDP能耗空间分异特征.单位GDP能耗重心与几何中心偏移较大,在西北-东南向最为分散,不均衡性大;全局相关性属随机分布模式,自相关性一般,局部相关性呈区域性分布,具有较强相关性的区域为东南方向的泾阳和三原县、西北方向的彬县和长武县;微弱相关性区域主要分布在旬邑县、咸阳中南部地区;5年间单位GDP能耗重心向西北方向偏移,向高纬度、低经度方向移动.     

金积水源地地下水体重金属空间分布及来源

地下水体重金属含量受其赋存介质和渗流路径共同影响,为查清金积水源地地下水体重金属分布及来源,综合运用多元统计法和地统计法对吴忠市金积水源地土壤及水体砷、镉、铬、铜、铅、镍、锰7种重金属含量及其影响因素进行分析,通过变量相关性分析和R型聚类分析探索各土壤重金属空间分布相似性与差异性,结果显示砷、铜、铅、镍、锰间呈现出较强的相关性,镉、铬与其他重金属相关性不明显。进一步采用地统计法拟合半方差函数探讨土壤重金属空间结构变异性和随机变异性,解析土壤重金属来源,拟合参数显示镉元素块金系数大于75%,随机变异占主导地位,其余重金属在空间上表现出强烈的结构性变异,主要受土壤母质影响。在土壤重金属影响因素分析基础上,对地表水、企业污水以及地下水中重金属空间分布及影响因素进行了分析,查明地下水体重金属来源及影响因素。     

典型农区耕作土壤重金属空间变异的稳健性分析

以鲁西北典型农区禹城的耕作土壤重金属Cr、Pb含量为例,针对其偏态分布特点与变异函数的非稳健性,研究了克瑞西-豪金斯法(C-H)、中位调节法(MA)、中位数中位偏差法(MMD)和位置的Huber估计(HB)4种稳健统计方法对土壤重金属变异函数的稳健处理效果,交叉检验了各稳健处理变异函数模型用以克里格估值的精度,分析了该地区耕作土壤重金属的空间分布特征。结果表明:研究区土壤Cr、Pb含量变异性较强且其频数分布均呈强烈偏态特征;稳健处理使得变异函数的块金值、基台值总体降低,块金值/基台值和拟合精度均不同程度升高;C-H法和MMD法稳健处理下,土壤Cr、Pb含量克里格空间预测的精度最高,是较优的稳健处理方式;研究区土壤Cr、Pb含量的空间分布呈现局部斑块状的分布格局,目前耕地土壤环境质量良好。该研究结果为该地区耕地环境质量评价和重金属污染防控提供科学依据。     

甘肃省冬季颗粒物浓度的数值模拟

颗粒物浓度的数值模拟能够反映颗粒物的空间分布特征,对于防治大气颗粒物污染具有一定意义.利用MEIC清单和第二次全国污染源普查（简称“二污普”）数据统计的甘肃省工业源、电力源、农业源、民用源和交通源五类源的主要污染物排放量,分析了污染源排放的空间分布特征,利用WRF-Chem模式模拟了甘肃省2019年1月PM₁₀和PM_2.5浓度,将模拟结果与甘肃省33个环境空气质量国控监测点颗粒物日均监测数据进行对比,检验WRF-Chem模式模拟的性能,进一步分析了甘肃省颗粒物浓度的空间分布特征.结果表明:①甘肃省SO₂、NO_x、PM₁₀、PM_2.5、VOCs、NH₃和CO在1月的排放量分别为2.12×104、2.96×104、2.97×104、2.43×104、3.18×104、1.27×104和3.04×105 t,除NH₃外,其他污染物排放高值主要分布在兰州市、嘉峪关市等工业发达地区.②33个环境空气质量国控监测点模拟与监测的PM₁₀和PM_2.5浓度的相关系数分别为0.544和0.597,颗粒物的模拟值与监测值有较好的相关性;WRF-Chem模式模拟结果显示,PM₁₀和PM_2.5浓度高值分布在兰州市,次高值分布在天水市和庆阳市,甘南藏族自治州以及河西地区颗粒物浓度较低,这是甘肃省工业布局、扩散条件和地形条件综合作用的结果.研究显示,WRF-Chem模式可以较好地模拟甘肃省区域颗粒物浓度时空分布特征.      

山东淄博玉米产区土壤砷含量空间变异研究

采用地统计及地理信息(GIS)技术研究了山东省淄博玉米产区土壤砷含量空间变异性及其分布特点.淄博玉米产区土壤砷监测数据呈正偏态分布,为实现数据集正态化及降低偏大值对预测结果的影响,对原始数据集进行了自然对数变换.结果表明,变换后数据集的经验半变异函数存在明显各向异性,在北偏东70°方向上变异性最弱.应用指数模型拟合经验半变异函数,采用普通克里格法预测砷元素的空间分布状况.研究表明,本区域土壤砷含量存在明显的空间异质性,污水灌溉是引起土壤砷元素空间变异最主要的因素,监测区内土壤As元素含量存在实际“亏损”状况.     

安徽省地质灾害空间分布的分形研究

分形分维是度量不规则系统自相似性程度大小的参数,以往对安徽省地质灾害的研究一直都限于对其定性的描述。本文采用分形理论对安徽省地质灾害空间分布特征进行了定量的计算,结果表明:安徽省地质灾害空间分布分维值为1. 4847,崩塌与滑坡、地面塌陷和泥石流的空间分布分维值依次为1. 3756、1. 1074和1. 0902,相关性系数R~2均大于0. 98,分维相关性强,自相似性明显;降雨量、海拔、地貌和地层影响着地质灾害空间分布的分形特征,而水系和断裂空间分布分维值(1. 5825、1. 5111)与安徽省地质灾害空间分布分维值接近,表明两者是影响地质灾害空间分布的主要因素;分维值图显示安徽省地质灾害空间分布分维值由北向南逐渐增大,西南部和南部分维值较高,与实际该区域的地质灾害发育程度较强烈、灾害数量多、密度大相吻合,且其地质灾害空间分布分维值与安徽省地质灾害空间分布分维值接近,存在较好的自相似性,具有明显的分形特征。故利用分形理论研究地质灾害分布成因以及对地质灾害区划和防治具有重要的意义。     

基于网络模拟的岩体边坡稳定性概率分析

介绍了基于网络模拟的岩体边坡潜在滑动面随机搜索及其破坏概率计算的基本原理和实现过程。首先通过统计分析得到岩体边坡结构的统计性质参数及分布的密度函数,应用蒙特卡洛方法,采用随机参数模拟生成边坡岩体的结构面网络模型;然后以结构面网络模型为基础,在研究岩体边坡断裂失稳问题中,结合优势面理论,并考虑岩桥破坏机理,建立了新的使用动态规划方法寻求潜在滑动面及破坏概率计算的随机模拟技术,完成了相应计算程序。     

残积碎石土斜坡特性参数空间变异性野外调查方法研究

特性参数空间变异性是碎石土斜坡随机结构的参数化表征，其合理确定对碎石土斜坡稳定性评价具有重要意义，但现有确定方法工作量大、成本高。提出一种轻量化的碎石土斜坡特性参数空间变异性野外调查方法，并应用于黄冈某残积碎石土斜坡工程实例，得到了碎石土斜坡特性参数空间变异性的初步认识。结果表明：提出的碎石土斜坡特性参数空间变异性野外调查方法有效且方便可行，确定的碎石土斜坡特性参数统计数据特征符合经验认识；目前关于碎石土斜坡特性参数的空间相关性和互相关性的经验认识较少，通过调查确定的碎石土斜坡特性参数的空间相关距离和互相关系数为该方面研究积累了定量数据：该斜坡工程实例水平、垂直、顺坡向的相关距离分别为1.24～2.25 m、0.76～1.23 m、0.14～0.39 m。     

水环境模拟参数随机场空间最优估计精度分析与特异值研究

本文结合克里格方差的特点,对水环境模拟参数随机场空间最优估计的精度进行了分析,结果显示估计精度受变差函数、采样点的空间配置结构等因素的影响,并结合实例探讨了影响水环境模拟参数克里格估计精度的特异值的识别与处理方法。     

序贯高斯法模拟新沂、东海农业区土壤砷空间变异性

采用序贯高斯条件模拟值法,研究了江苏省新沂、东海农业区土壤砷含量空间变异性.结果表明,研究区土壤砷为正偏态分布,经高斯非线性转化后,符合二阶平稳假设.其经验半变异函数表现为各向同性.采用加权多项式法,对经验半变异函数拟合结果进行评价,并根据结果选择了带块金效应的高斯模型作为拟合模型.对研究区砷分布情况进行了100次模拟,模拟结果平稳.根据模拟数据与实际监测数据的关系,采用相关系数法选择最终模拟结果.研究区西北部土壤砷含量最高,中北部最低.     

闽江福州段沉积物中多环芳烃的空间分布异质性研究

多环芳烃(PAHs)是环境中一类典型的持久性有机污染物,为探明PAHs在闽江福州段沉积物中的空间分布规律,采用传统统计学和地统计学相结合的方法对PAHs的空间异质性进行了研究.结果表明,PAHs含量变异系数(CV)在39%～90%之间,属于中等强度变异.3环PAHs含量的块金值与基台值之比[C0/(C+C0)]为0.307,具有中等强度的空间相关性,其余不同环数PAHs以及PAHs总量的C0/(C+C0)值都小于0.25,具有强烈的空间相关性.低环PAHs的分维数D值高于高环PAHs,空间异质性较高.3环及3环以上PAHs的Moran’s I系数随距离的增大而下降,且在0～25.0 km之间其空间自相关性随间隔距离的增大而减弱;而Moran’s I系数分析结果进一步说明了2环PAHs的空间变异特征的复杂性.受到水流影响,PAHs含量在南-北方向的半方差函数值与其它方向有所不同,但在东北-西南、东南-西北和东-西方向上的半方差函数值重合性较好,近似各向同性.用交叉验证法检验的结果表明,普通克里插值法能够很好地预测闽江福州段沉积物中PAHs的空间分布情况,PAHs含量沿水流流向大致呈下降的趋势.     

重庆市大气污染物的空间统计分析

利用空间统计分析方法(spatial statistics analysis),借助GIS,分析了重庆市3种主要大气污染物TSP,SO₂和NO_x质量浓度在空间上的分布特点.研究表明,在"九五"期间和2002年2个时期,重庆市大气污染物在空间上均呈不均衡分布.整体上,SO₂的空间自相关性很强,属集中分布模式;TSP的空间自相关性较弱,属于随机分布模式;NO_x处于二者之间.局部相关性分析表明,大部分区县的大气污染物之间相关性较弱.此外,利用缓冲区和内插浓度表面法分析了2个时期的污染物质量浓度随离行政中心距离变化的趋势,发现ρ(TSP)和ρ(SO₂)在各地带内均有明显削减,而ρ(NO_x)削减不显著;ρ(SO₂)和ρ(NO_x)随距行政中心距离增大下降,但ρ(TSP)随距离增大而增加.3种污染物质量浓度都在离行政中心50～60 km的地带发生明显变化,由此得出目前重庆市大气污染物空间分布的特征距离为50～60km.      

中宁枸杞土壤碳组分分布特征及其空间异质性

以中宁枸杞林地为研究区,采用100 m×100 m网格方式采集耕层土壤样品(0~20 cm)119个,利用经典统计和地统计相结合的方法对土壤碳组分空间变异性进行研究.经典统计表明土壤总碳、无机碳、有机碳、活性有机碳、中活性有机碳和高活性有机碳的平均含量分别为28.74、18.72、10.09、1.81、1.48和0.73 g·kg-1.总碳、无机碳变异系数分别为7.69%和9.13%,属弱变异.有机碳、活性有机碳、中活性有机碳和高活性有机碳变异系数介于14.77%~52.05%,呈中等变异性.地统计结果表明总碳和有机碳的块金值和基台值的比值分别为48.99%和34.35%,在空间上呈中等相关性.无机碳、活性有机碳、中活性有机碳和高活性有机碳块金值和基台值的比值分别为8.17%、0.25%、12.18%和0.08%,均小于25%,在空间上呈强烈的相关性.根据普通克里格插值图可以看出,土壤总碳、有机碳、中活性有机碳与高活性有机碳分布大致相似,从东南向西北方向逐渐升高.无机碳和活性有机碳在空间上呈现不规则岛状分布.     

广西防城港红树植物木榄种群结构的研究

木榄是红树林重要树种,在广西主要分布在防城港.本文从种群生态学的角度,探讨了广西防城港红树林保护区木榄种群的高度结构、胸径结构、冠幅结构和空间格局特征.结果表明,木榄种群个体高度集中分布在2～4 m;木榄种群个体胸径集中分布在10～20 cm或30～50 cm.木榄种群冠幅结构受密度、个体对空间竞争等的影响较大,冠幅直径与种群密度呈现较高程度的负相关(R=-0.911).样地Q1,Q2,Q3趋于集群分布;样地Q5处于集群分布;样地Q4,Q6趋于随机分布.     

徐州市主城区个人生态足迹空间变异性研究

为揭示徐州市主城区个人生态足迹的空间变异性并分析引起其空间变异的原因,采用问卷调查和克里格插值法对个人生态足迹及其组分的空间分布进行了分析。结果表明:①徐州市主城区个人生态足迹分别是中国和全球个人生态足迹的1.48倍和1.18倍,其中商品服务足迹所占比例最大(51.1%),徐州市主城区处于弱不可持续发展状态;②经过实验半变异函数交叉验证,球状、指数和高斯模型可以较好模拟个人生态足迹及其组分的空间变异,其中,个人生态足迹、住宅足迹和商品服务足迹的块基比均小于25%,表现出强烈的空间相关性,碳足迹和食物足迹处于25%至75%之间,表现出中等空间相关性;③个人生态足迹、碳足迹、食物足迹和商品服务足迹总体上呈南高北低趋势,以市中心为峰值逐渐向周围递减,住宅足迹呈多峰值分布,最高值位于远离市中心的郊区。对个人生态足迹及其驱动因素进行空间相关分析,发现,调查对象的社会经济背景和空间特征对个人生态足迹及其组分的空间变异特征具有重要影响。