针对NPP VIIRS数据的云检测方法研究

为了获得新型红外成像辐射仪套件(Visible Infrared Imager Radiometer Suite, VIIRS)传感器准确的云掩码数据,克服当前VIIRS云检测算法在中国区域存在的部分缺陷.本研究通过分析当前较为成熟的中分辨率光谱成像仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)云掩码算法,结合VIIRS传感器的波段特性,提出了适合中国区域的云检测算法.针对1.38μm高(卷)云检测算法在高海拔区域存在的限制,本研究使用亮温进行辅助检测,降低因低水汽含量造成的误报;针对当前VIIRS M12-M13云检测阈值在我国存在误报的问题,对M12-M13差值云检测在我国适用范围和阈值进行了分析讨论,并使用亮温辅助M12-M13进一步克服地表二项性反射造成的干扰.使用中国区域的两景数据进行应用分析表明:亮温辅助1.38um高(卷)云检测能够较好的抑制地表污染,亮温辅助M12-M13差值云检测比当前VIIRS M12-M13云检测能更好的抑制误报.通过人工解译,将检测结果和解译结果做了对比分析,实例数据检测精度均高于85%,能够满足当前云检测精度要求.     

基于NPP/VIIRS夜光遥感数据的淮安市夜间PM2.5浓度估算研究

PM_2.5是大气的重要污染物,掌握其空间分布对于大气污染防控具有重要意义．目前,PM_2.5遥感监测主要围绕卫星反演的日间AOD数据开展,无法反映夜间大气污染的空间格局．以2019年9—12月NPP/VIIRS夜间灯光影像和空气质量站点PM_2.5观测数据对江苏省淮安市夜间PM_2.5浓度进行估算研究．基于辐射传输方程分析夜间灯光辐射与PM_2.5浓度之间的关系,在此基础上综合考虑灯光辐射直接衰减和散射补偿确定了计算夜间PM_2.5浓度的空间自变量,运用多元线性回归模型（MLR）、随机森林（RF）、Cubist、极端梯度提升树（XGBoost）、神经网络（NNet）、支持向量机（SVM）及最近邻法（KNN）算法构建夜间PM_2.5浓度遥感估算模型．结果表明,多元线性归回模型精度明显低于各个机器学习模型,所有模型中SVM模型精度最高,决定系数R²为0.77,平均绝对误差MAE为20.83μg·m^-3,均方...     

基于VIIRS数据的山东省秸秆焚烧时空变化研究

为了准确快速地了解山东省秸秆焚烧现象的时空动态变化规律,提高秸秆焚烧预警能力和监督核查能力,该文借助卫星遥感大面积同步监测的技术特点,利用2015-2020年9-11月长时间序列VIIRS传感器火点产品VNP14IMG为主要数据源,辅以MODIS传感器地表覆盖产品MCD12Q1,提取了山东省区域秸秆焚烧火点,并分析了全省秸秆焚烧的空间分布状况和时间变化规律。研究结果表明：空间尺度上,滨州市、临沂市、聊城市、潍坊市、东营市、菏泽市等地区火点最为集中,6年累计火点数量占山东省的62.5%,威海市、日照市火点数量最少;时间上,2015-2020年,山东省秸秆焚烧火点数量总体呈显著下降趋势,2016-2017年平均年降幅达50.0%,2018-2020年降幅较小,滨州市、聊城市、德州市、菏泽市、东营市等地区火点数量减少最为显著,降幅均在80%以上,大部分地区秸秆焚烧现象主要集中在9-10月。近年来,山东省秸秆焚烧现象得到了有效控制。     

基于NPP/VIIRS夜间灯光遥感数据估算上海地区PM2.5浓度

随着工业化和城市化的迅速发展,中国面临着越来越严重的大气污染危机,以细颗粒物(PM_(2.5))为标志的区域性大气复合污染问题已经成为我国大气环境污染治理的核心工作.目前,传统的地面监测站监测PM_(2.5)浓度的方法空间分辨率较差且耗费人力物力,而卫星遥感数据监测PM_(2.5)浓度的方法大部分只能应用于白天.由于PM_(2.5)浓度在时间上存在周期性变化,因此利用卫星遥感数据监测的夜间PM_(2.5)浓度可以作为表征PM_(2.5)日变化规律的重要补充.本研究采用Suomi National Polar-orbiting Partnership(Suomi NPP)卫星搭载的可见红外成像辐射计套件(Visible Infrared Imaging Radiometer Suite, VIIRS)中Day/Night波段(DNB)夜间灯光影像数据,依据大气气溶胶消光原理和站点气象数据,建立PM_(2.5)浓度的预测模型,基于多元线性回归分析对上海地区9个空气质量监测站在2014—2018年冬季无月无云的晴朗夜间的PM_(2.5)浓度值进行估计,并对PM_(2.5)浓度的空间分布进行模拟.结果表明,在研究时段上海地区PM_(2.5)实际浓度与模型估算PM_(2.5)浓度之间R~2=0.767,均方根误差(RMSE)为19.210μg·m~(-3),验证了VIIRS/DNB夜间灯光影像数据在估算PM_(2.5)浓度方面有巨大潜力.     

HJ-1B星海表温度产品业务化云检测算法研究

可见光-红外遥感手段自身的缺陷,使得云层的存在直接影响海洋背景下卫星遥感定量化产品的精度。目前,尚未见到有关HJ-1B卫星红外相机IRS(InfraRed Scanner)传感器可业务化运行的便捷云检测方法研究的报道。针对HJ-1B卫星IRS传感器波段特征,对云与海洋下垫面反射及发射特性进行分析,提出了一种可业务化应用的海洋背景卫星图像云检测方法。选取渤海及黄海海域2012年5景不同时相、不同云被特征条件下IRS卫星影像数据进行实例验证分析,与准同步的MODIS云检测产品(MOD35)进行比对检验,发现该业务化算法具有不同时相条件下的普适性,能够有效检测全部的厚云、冷云及大部分的薄云。算法高效准确,适于业务化的应用。     

NPP增长驱动下的中国森林生态系统碳汇

森林生态系统能够有效地吸收大气中的CO2,在一定程度上缓解全球变暖的压力。生态系统固碳能力取决于两个关键因素：NPP的增长强度与碳周转时间。本文通过对遥感监测到的森林生态系统NPP增长趋势进行校正,结合森林样地实测数据得到的碳分配系数与周转时间,建立了中国森林生态系统碳周转模型,并模拟了1982～1999年森林生态系统的碳汇量及其年际变化。结果表明：1982～1999年,我国森林生态系统的平均碳汇量为0.051 PgC a^-1,其中植被的碳汇量为0.034 PgC a^-1,凋落物的碳汇量为0.013 PgC a^-1,土壤的碳汇量为0.004PgC a^-1;不同森林类型中,常绿针叶林和常绿阔叶林的碳汇贡献最大,落叶针叶林和针阔叶混交林贡献最小;进一步分析表明森林植被的固碳效率显著地受到碳周转时间的控制。     

中国西北地区NPP变化及其对干旱的响应分析

为探究多年来中国西北地区NPP（植被净初级生产力）变化及其与干旱的关系,基于改进的MOD17A3数据,利用变化率分析、Mann-Kendall统计检验方法及GIS分析方法,对2000-2015年中国西北地区及其各省区NPP的地域分异规律及变化特征进行了研究;同时,利用PDSI（帕尔默干旱指数）与NPP数据实现了NPP对干旱的响应分析.结果表明:2000-2015年,中国西北地区NPP分布格局基本一致,整体上呈自西北向东南逐渐增加趋势,但各省区NPP的增幅不同,其中,以甘肃省的增幅最为明显,宁夏回族自治区和陕西省其次,青海省再次,新疆维吾尔自治区增幅最不明显.中国西北地区NPP增加区域主要分布于甘肃省、宁夏回族自治区南部及陕西省中北部,减少区域主要分布于新疆维吾尔自治区天山中段哈尔克山一带及陕西省中部.PDSI与NPP的相关性分析显示,中国西北地区81.71%区域的NPP与PDSI呈正相关;同时,NPP对PDSI变化响应结果显示,由于人为因素的影响,部分地区NPP与干旱程度变化呈现异向关系,说明人为因素开始成为中国西北地区NPP的重要影响因素.研究显示,2000-2015年中国西北地区NPP整体呈现增长态势,年增长速率约为0.59 g/m2,新疆维吾尔自治区天山中部及阿尔泰山一带NPP变化较为剧烈,多年NPP变化率均低于-20%;与此同时,干旱仍旧是制约中国西北地区NPP增长的主要因素.      

俄罗斯布里亚特共和国植被NPP对气候变化的时空响应

以遥感和气象数据为主要数据源,运用改进后的CASA模型,估算了俄罗斯布里亚特共和国2000-2008年的植被NPP,并验证了模型的精度,分析了该地区植被NPP的时空变化规律及其与气候因子的相互关系。研究结果表明:时间上,植被NPP年际上呈现为在波动中上升,月份上表现为先升后降的趋势;空间上,植被NPP随经度的增加而增大,随纬度的增加而减小,由西南到东北逐渐递增的趋势;不同植被类型的NPP也不同,从大到小依此为:草地与沼泽林>森林>森林与草原>稀树草原>高山植被。其变化主要受气温和降水量变化的作用。改进后的CASA模型运用于布里亚特共和国植被NPP估算的精度较高。该研究对中国北方植被NPP估算和生态跨境研究具有借鉴意义。     

泄漏检测与修复(LDAR)检测数据准确性评估方法研究

泄漏检测与修复技术(LDAR)是控制石化企业设备与管线泄漏的最佳可行技术,检测数据准确度对于企业核算VOCs排放量及环境保护主管部门进行VOCs排污费征收和排污许可证管理至关重要.针对中国石化企业工艺装置特点和LDAR检测数据特征,设计了一套LDAR检测数据准确性评估方法,并运用该方法对24套石化装置的LDAR检测数据准确性进行抽测评估.结果表明该方法可以直观反映企业LDAR检测数据准确度,客观体现不同企业、不同装置在LDAR检测管理水平上的差异.     

污染源在线监控数据异常智能检测方法研究

污染源自动监测数据中存在大量异常数据,严重影响数据整体质量。建立科学可靠的自动监测数据诊断分析处理方法,可有效提升在线监控监管能力水平,为数据的深度应用提供支持。但目前尚缺乏对该方法的深入研究。因此,综述了数据挖掘领域主流异常数据检测方法,并总结了在电力、交通、金融、航天等领域的应用情况,指出存在的不足和发展方向,旨在为智能污染源自动监控数据异常检测提供指导,促进污染源自动监控系统发展。     

内蒙古典型草原区植被NPP对气候变化的响应

研究植被生产力对气候变化的响应是理解陆地生态系统与气候变化相互作用的重要基础,论文利用近45a内蒙古典型草原区55个气象台站的气象数据,采用Holdridge生命地带的气候指标和NPP区域估算模型,研究了内蒙古典型草原区植被净第一性生产力（NPP）对气候变化的响应。结果表明,1960-2004年间,内蒙古典型草原区域内,发生了以生物温度升高和湿润度降低为代表的生物气候明显变化;典型草原区年NPP和春、夏、秋3个季节的NPP均呈现增加趋势,其中夏季是NPP增加速率最快,增加量最大的季节;在区域上,年NPP呈现由东北至西南的递减态势,不同区域年NPP均有增加趋势,其中以中部区最为明显。     

环境检测中检测方法验证研究

为了给环保工作提供可靠的参考数据,确保方法验证工作的顺利开展,分析了环境检测中检测方法验证工作的程序,从准备阶段、实验阶段、报告阶段入手,提出各工作程序的要点和方法,以确保环境检测业务的顺利开展,为从业人员参与实践提供参考,真正为环境保护提供有力指导.     

基于地下水水质的检测方法研究

本文主要对地下水水质检测的相关内容进行分析,其中着重对地下水质的检验方法进行研究,有利于提升检测水质的数据准确性,同时也能够促进检测数据的真实性,有效提高水质数据高效准确,从而也能够促进人们更加科学的开采地下水。通过对地下水水质检测的相关内容分析,以期为相关企业提供借鉴。     

云的辐射强迫效应研究

利用ISCCP资料和我国实际的辐射观测资料,着重讨论了云对短波辐射的吸收、云放射的长波辐射及云的净辐射,在此基础上分析了云的辐射强迫引起的加热率和降温率,给出其全国分布图。      

基于云模型的水体富营养化程度评价方法

水体富营养化程度评价对生态环境保护具有重要意义.针对水体富营养化程度评价不可避免的模糊性和随机性的特点,本文引入云模型的方法,对我国14个代表性湖库的富营养化程度进行评价.根据确定的评价标准,生成各评价因子隶属于各级别的综合云模型,并针对湖库实测资料,得到各评价物的确定度,由最大确定度决定湖库营养化级别.将该法所得结果与湖库实际水质状况、国内外应用较为广泛且简便的营养状态指数、评分公式法及模糊综合评价法所得结果进行对比,发现评价结果真实可靠,计算过程简洁明了,验证了该方法的可行性和有效性.     

云计算环境下大气污染预测软件异常数据检测方法研究

针对当前云计算环境下,大气污染预测软件异常数据检测存在的检测准确率低和执行效率低等问题,提出一种基于高斯过程回归模型(GPR)的大气污染预测软件异常数据检测方法。采用短时的面积特征与梯度特征描述软件测试端口的流量行为,将实时获得的流量行为通过多级多粒度方法定位,完成测试端异常检测;根据测试端输入输出数据间的关联性,统计多个测试端口,采用GPR构建异常数据预测模型,对比实时监测的输出数据与预测模型的输出数据,实现预测软件异常数据检测。     

2000—2015年青藏高原植被NPP时空变化格局及其对气候变化的响应

全球变化背景下,青藏高原作为我国乃至全球气候变化的“天然实验室”,植被生态系统发生了深刻变化。引入重心模型等方法分析和探讨2000—2015年青藏高原植被NPP时空变化格局及其驱动机理,并定量区分NPP变化过程中气候变化和人类活动的相对作用。研究发现：（1）2000—2015年,青藏高原植被NPP年均值总体上呈现从东南向西北递减的趋势。在年际变化方面,近16年植被NPP呈现波动上升趋势,其中在2005年出现上升陡坡,并在2005—2015年表现为高位波动的态势。（2）青藏高原植被NPP增加区（变化率>10%）主要集中于三江源地区、横断山区北部、雅鲁藏布江中下游以及那曲地区的中东部,而植被NPP减小区（变化率<-10%）则主要分布于雅鲁藏布江上游和阿里高原。（3）近16年青藏高原植被NPP重心总体向西南方向移动,表明西南部植被NPP在增量和增速上大于东北部。（4）青藏高原植被NPP与气候因子相关性的地区差异显著,其中植被NPP与降水显著相关的区域主要位于青藏高原中部、青藏高原东南部及雅鲁藏布江流域中下游,而植被NPP与气温显著相关的区域主要位于藏南地区、横断山区北部、青藏高原中部和北部。（5）气候变化和人类活动在青藏高原植被NPP变化过程中的相对作用存在显著的时空差异性,在空间上呈现“四线—五区”的格局。研究成果能够为揭示青藏高原区域生态系统对全球变化的响应机制提供理论和方法支撑。     

基于云技术的HSE培训模式研究

介绍了一种全新的HSE云培训的模式,通过对其系统架构、功能结构、逻辑关系的分析和总结,归纳了云技术应用于HSE培训的独特优势和广阔的发展前景。     

水体中总氮检测的方法研究

使用碱性过硫酸钾氧化紫外分光光度法(GB 11894—1989)测定水中的总氮时,在严格按该方法分析步骤操作的情况下,依然会出现空白值偏高、检测结果不准确等问题。本文对水中总氮检测过程中的影响因素进行了总结、分析,对需要重点注意的环节进行了探讨,找出了问题的原因并提出了解决方法。     

储存条件下云爆火箭弹云爆剂质量变化研究

云爆弹的使用使常规弹药战斗部技术发生了重大变革,其效能的发挥有赖于云爆剂(FAE)性能的稳定。系统分析了云火箭弹云爆剂发生质量变化的形式及其危害,介绍了云爆剂质量变化的主要研究方法。从云爆剂的质量变化机理出发,概述了云爆剂储存性能的研究进展,提出了目前云爆剂质量变化研究中存在的主要问题。最后,对云爆剂及其安全性能的研究进行了展望。