深度学习在裸地扬尘源监测中的应用研究

裸地是扬尘的重要来源,施工建设过程中形成的裸地极易在大风天气作用下造成扬尘污染。因此,快速、有效地定位裸地位置,并确认其管控措施落实情况,对于开展裸地扬尘源监管具有重要意义。基于高分辨率遥感监测数据,结合人工解译裸地扬尘源数据集,以北京市大兴区为例,利用深度学习方法对裸地和防尘网覆盖裸地进行分类识别。同时,利用颜色匹配法对大兴区防尘网覆盖裸地进行识别,横向评估深度学习方法的识别精度。结果显示：深度学习方法对防尘网覆盖裸地的识别精度达97%,对裸地的识别精度达61%;颜色匹配法对防尘网覆盖裸地的识别精度达85%。防尘网覆盖裸地的颜色特征鲜明,深度学习方法和颜色匹配法对防尘网覆盖裸地的识别精度都在85%以上。深度学习方法对于面积大于2 000 m²的图斑有着较好的识别精度。深度学习方法可以提高裸地遥感解译的效率,实现规范化图像识别,可以作为人工判读的辅助手段。在实际应用中,可通过进一步积累样本来增强模型性能。深度学习方法适用于裸地扬尘源线索快速发现、工地防尘网措施落实情况快速检测等场景。     

北京市建筑施工裸地的空间分布及扬尘效应

北京市作为中国典型的快速城市化大城市之一,大规模的城市建设使得城市内部存在大量的建筑施工裸地,工地扬尘效应造成了严重的大气颗粒物污染。以北京市平原区为研究区,首先利用高分辨率卫星数据反演了建筑施工裸地的空间分布格局,在此基础上,结合建筑施工裸地的扬尘排放因子,在空间上定量分析建筑施工裸地的扬尘效应。结果显示,2012年全市平原区建筑施工裸地总面积为140.77 km2,主要分布在城市核心区向外拓展的城乡过渡带。建筑施工裸地的扬尘效应分析中发现北京市平原区建筑施工裸地中TSP、PM10和PM2.5的排放量分别是31.53、16.66、9.16万吨,并且这些污染物的排放量在城市发展新区与功能拓展区中较高,生态涵养发展区较小。以北京市的建筑施工裸地为例,示范了以遥感为技术手段结合污染排放因子的城市内部典型面源污染的监测和污染排放定量化,为今后面源污染的快速准确监测开辟了新的研究思路。     

江苏省霾污染遥感监测业务化运行研究

从霾污染遥感监测业务化流程出发,选取EOS/MODIS为主要数据源,MODIS气溶胶产品及气象数据为辅,在数据预处理的基础上,利用LM-BP人工神经网络模型算法反演区域大气颗粒物浓度,分析了可获取的遥感监测指标及气象指标对霾污染的贡献率,筛选出可业务化的霾污染遥感评价指标。对2013年1月江苏省2次典型的霾污染进行了星地同步分析,从分析结果来看,霾污染遥感监测结果与地面实测结果基本一致,霾污染遥感监测可以作为地面监测的有效补充,宏观反映区域霾污染空间分布,为大气污染防治提供有力的技术支撑。     

光散射法扬尘在线监测质量管理研究与应用

主要阐述了光散射法扬尘在线监测应用于建筑工地、干散货码头堆场、混凝土搅拌站的质量管理和质量评估。为了提高光散射法扬尘在线监测的数据质量,上海市采取扬尘在线监测设备现场质量抽测的模式,通过对在用仪器的监测点位、除湿方式、校准方式、质量浓度转换系数、与标准重量法监测结果的相对误差和相关系数、仪器运行维护水平等影响监测质量和数据有效性的关键指标的检查,开展扬尘监测在用仪器质量评估和仪器商合格评定,稳步提高在用仪器质量,为在线监测质量管理和质量评估提供可借鉴的技术方案和实践经验。     

考虑道路扬尘特性的环境空气质量在线监测方法

为判断环境空气污染的程度,提出一种考虑道路扬尘特性的环境空气质量在线监测方法。通过前端数据监测模块采集大气环境数据,基于光全散射法监测道路扬尘的质量浓度和密度;通过监测通信模块将监测结果传送至云服务器;云服务器利用基于极限学习机神经网络的预测模型,采用自适应粒子群优化算法,获取最佳的环境空气质量在线监测结果。结果表明,该方法学习速率的取值为0.5时,能够完成颗粒物浓度和密度的准确检测,且解释方差<2%,同时能够监测扬尘颗粒的扩散时间,确定适合活动的区域。     

湖南省生态环境遥感监测平台建设思考

简述了国内外遥感监测平台的发展现状,基于湖南省生态环境遥感监测现状进行了分析,指出遥感监测平台存在遥感监测与评估技术缺乏、监测能力薄弱以及监测网络建设不完善等问题。从平台建设架构出发,构建了数据平台,对卫星遥感数据、地面调查/监测资料、无人机航测数据进行管理、存储、分析等;业务平台,主要围绕水、气、土壤等整个生态环境监测体系开展相应的监测和管理,还可针对重点区域,环境督察等业务进行拓展;展示平台,主要是通过各种终端设备和硬件对各类业务进行可视化。提出发射独立高分遥感卫星、深化遥感监测应用研究、加强各部门协同合作等建议,以期为湖南省生态环境遥感监测平台建设与发展提供参考。     

中国秸秆焚烧的遥感监测与分析

用最近四年的MODIS火点数据,通过相关处理和分析,得出了全国秸秆焚烧状况的时空分布规律。结果表明,秸秆焚烧最严重的区域一直分布在淮河流域和陕西关中平原,这是秸秆禁烧工作的重点;南部各省秸秆焚烧点密度较小,比较分散,造成的危害相对较小。秸秆焚烧的主要时间,北方集中在夏秋季节,主要是小麦、玉米、油菜等的秸秆;南方集中在冬春季节,主要是水稻、甘蔗、油菜等的秸秆。秸秆焚烧的时空分布规律在最近几年基本无大的变化,秸秆焚烧面积在2002年~2005年期间逐年上升。文章结论反映了各地执行秸秆禁烧政策的效果,可为相关政府部门进行秸秆禁烧工作提供依据。     

河流物理生境遥感监测研究与应用分析

简述了国内外河流物理生境监测研究进展和应用。从水生态监测体系完整性和物理生境监测手段的优缺点等方面,研究了河流物理生境遥感监测的必要性;结合我国水生态环境管理形势,介绍了河流物理生境遥感监测的应用领域;以辽河干流盘锦段为例,进行了物理生境遥感监测评估的实例分析。     

基于无人机的施工扬尘污染源自动监测系统设计与实现

施工扬尘是大气污染物的主要来源和施工环境监测的重点对象,但传统监测手段的效率和效果有限。为此,综合使用无人机和图像识别技术,以HSV特征提取、直方图对比、非零像素点计算为核心,设计了施工扬尘污染源自动监测系统的结构、功能及运行流程,并对运行效果进行了测试。研究和测试表明:该系统可实现监测区航拍、污染源特征提取、污染源存在性检验、污染源种类判定和污染源分布区面积计算;该系统污染源存在性检验正确率为71%,污染源面积计算效率较高,污染源特征比对效果相对稳定,基本满足施工扬尘污染源监测需求。     

江苏省水环境质量监测现状与对策分析

简述了近40年来江苏省水环境质量监测工作正朝着监测对象不断完善、监测频次渐趋合理、监测指标全面覆盖的方向发展。指出,监测能力建设滞后于管理需求、重复监测影响管理决策、冗余监测增加工作负荷、监测点位设置缺乏针对性是当前江苏省水环境质量监测存在的主要问题。提出,加强监测系统能力建设、建立水质监测权威性、提高水质监测效能、提升数据研判能力的水环境质量监测建议,为环境管理、污染防治提供科学决策支撑。     

遥感技术在环境监测中的应用进展与思考

随着卫星、航空技术及其业务化应用的快速发展,遥感监测已成为天空地一体化环境监测预警体系的重要组成部分。简述了环境遥感业务化的发展及特点,以江苏省为例,详细介绍了水环境、大气环境及生态环境遥感监测的省级具体应用情况。针对新时代生态环境保护工作的管理需求,尝试从同质处理、调查验证、硬件建设、热点挖掘、人才发展等5个方面提出相关建议,以期为省域生态环境遥感监测工作的后续发展提供参考。     

基于光谱分析的重金属污染废水遥感监测方法

以某重金属矿区3个水域（a、b、c）作为研究区,采集Aster卫星传感器的遥感监测数据,再运用分光辐射光谱仪测定标准板与目标水体,计算目标水体的光谱反射率,分析各区域水体遭受重金属污染时的光谱反射特征,实现基于光谱分析的重金属污染废水遥感监测。结果表明：a区域内水体重金属污染程度由深水区向浅水区逐步增强,水体呈现出橙红色;b区域内水体重金属污染程度由浅水区向深水区逐步增强,水体呈现为棕红色;c区域内水体未受到重金属污染,整个区域内水体为铜绿色。该结果与现场采集的各区域水体遭受重金属污染的情况一致。     

基于遥感的海域环境变化监测分析

以杭州湾海域和连云港周边海域为研究对象,基于Landsat-5、Landsat-9的多光谱和热红外数据,对研究区的海域岸线和温度场信息进行提取,分析海域岸线变迁和温度分布变化特征。结果显示,研究区的海域岸线变化均较显著;海域温度在核电站运行前较为均匀,无明显温度分异,核电站运行后,因温排水排放,核电站周边海域温度出现明显分异;Landsat-9热红外数据温度反演结果可靠,可用于监测温排水对海域环境的影响。     

安徽省“十二五”生态环境遥感监测

利用2011—2015年安徽省遥感影像土地利用类型解译数据,结合地面调查和统计资料,依据生态环境状况评价系统对安徽省"十二五"期间生态环境状况进行动态监测与评价。结果表明,"十二五"末安徽省各市生态环境状况等级为"优"的有4个市,为"良"的有12个市;"十二五"期间,各市等级均保持不变;"十二五"始末相比,有8个市生态环境状况变化度为"略有变好"等级,生态环境状况波动度为"波动"级别,其余8个市的变化度为"无明显变化"等级,波动度为"稳定"级别;省域EI增加了0.76,生态环境质量呈现稳中向好的趋势。     

玛纳斯河流域荒漠草地沙化遥感监测研究

以1989—2016年玛纳斯河流域TM/OLI遥感影像为数据源,利用混合像元分解技术,计算玛纳斯河流域草地总覆盖度和裸沙面积。在此基础上通过监测年与基期年的比较,计算草地覆盖度相对基期年的减少率和裸沙面积相对基期年的增加率两个监测指标,依据《天然草地退化、沙化、盐渍化的分级指标》(GB 19377—2003),对计算出的两个指标分别进行沙化等级评定和赋值,将两种评定结果相综合来监测草地沙化。结果表明,玛纳斯河流域近30年来荒漠草地沙漠化总体呈现先增加后降低的趋势。分析表明,玛纳斯河流域草地沙化是人为和自然因素双重作用的结果。     

水环境遥感监测技术的应用研究进展

遥感技术在水环境监测方面得到了日益广泛的应用.文章综述了水环境遥感监测技术在水体富营养化、悬浮固体、油污染和热污染等四个方面的应用研究现状,并对今后的研究发展方向进行了展望.     

常州市裸露地面风蚀扬尘排放清单及分布特征研究

以2014年为基准年,以常州市行政边界为研究区域,利用卫星遥感解译的土地利用类型和裸土面积信息,并通过国土、气象等部门提供的土壤类型、气象因子等相关资料获取本地化因子和参数,估算常州市行政区域内裸露地面土壤扬尘中颗粒物的年排放量。结果表明:常州市裸露地面主要分布在金坛市、溧阳市和武进区,市中心区域最少,裸露土地利用类型主要为农田、滩涂、裸露山体、荒地及未硬化或未绿化的空地等;2014年常州市行政区域内裸露地面风蚀扬尘中TSP、PM 10、PM 2.5的年排放量分别为62.66 t、5.63 t、0.24 t,其中,金坛市土壤起尘量最大,其次为武进区,再次为新北区、溧阳市,市中心区域土壤扬尘最少。     

汽油车尾气遥感检测结果统计分析与限值制定

选取汽油车尾气中CO、HC、NO等3种气态污染物,以稳态工况法为基准,与车辆实际行驶时的遥感测试结果比对,从而制定相应的排放控制限值。建议遥感检测法对于CO、HC、NO的限值,2001年10月1日前注册登记的汽油车分别为3．0％、1000×10-6、3500×10-6,2001年10月1日起注册登记的汽油车分别为2．0％、500×10-6、2000×10-6。提出当机动车所有人对检测结果有异议时,可在规定期限内至指定机构按年检方法复检。     

基于RS的徐州市区生态环境动态监测与评价分析

近年来,随着城市化进程推,城市生态环境正逐步恶化。徐州作为老矿业城市,情况尤其不为乐观,以徐州市区为例作生态评价分析。按照代表性、可操作性、适应性、可比性和方便性原则,选取了植被覆盖度、生物丰度、水网密度、人均绿地面积、城市环境污染负荷指数和环境质量综合指数作为评价指标来进行生态环境质量指数的计算。根据评价指标,选用1994年、2000年和2007年三个时相徐州市TM影像,对土地利用、河流水库、植被、人均绿地等方面进行遥感动态监测,然后对该地区13年来生态环境演变做了定量评价分析。评价结果表明,徐州市区生态环境质量由1994年的良好水平退化为一般水平,且有逐年下降恶化趋势,这与该区城市化进程一致。