基于Landsat数据的城市热岛效应分析与研究

本文在定性分析的基础上引入定量分析手段,并辅之以剖面线分析方法,对城市热岛效应的时空分布特征进行剖析,以求能进一步深入探究热岛效应的发展、形成以及分布规律,服务于城市管理和宏观决策。采用卫星遥感手段,选取9期Landsat数据,对济南市1992—2015年长达23年的热岛效应进行研究。依据单窗算法所反演的温度数据,对济南市热岛效应进行分析,包括热岛效应的季节变化、年度变化、区域特征以及剖面线分析。研究表明:1)从1992年到2014年,济南市热岛效应在空间上从南往北移动趋势明显,在构成上有明显的从中间温区向两侧温区转化的趋势。2)从春季到冬季,热岛效应从南往北移动趋势明显,且总体上来看以冬季热岛效应为最强。3)热岛效应与下垫面有着密切的关系。在剖面线上城区和裸地都是明显的高温区,而水体和绿地是明显的低温区,降温作用明显。     

粒子群算法在锚拉桩桩身参数优化设计中的应用

锚拉桩结构的桩身设计参数组合的求解是锚拉桩优化设计的重要内容,在所有满足要求的设计参数组合中,必定存在一组设计参数,可使锚拉桩的造价最低,因此获得这组设计参数对于锚拉桩桩身设计具有十分显著的工程实用价值。基于粒子群优化算法(PSO)的特点,通过一个滑坡治理的工程实例,以单位宽度的滑坡土体设置的锚拉桩的造价作为目标函数,对锚拉桩的桩截面宽b、桩截面长a、桩身长l、桩间距d这4个关键设计参数进行迭代搜索求解;采用MATLAB编写PSO的计算程序,并创建粒子群优化算法(PSO)的用户图形界面(GUI),即PSO-GUI,获得4个关键设计参数的组合;应用Visual C++编程计算优化前和优化后的锚拉桩桩身内力和变形,并与各自的桩身内力设计值和变形允许值进行比较。结果表明:在安全储备相同的条件下,两种参数组合设计的锚拉桩桩身内力和变形均在安全控制范围之内,但优化后设计的锚拉桩与优化前设计的相比,还能节省一定的工程造价,可取得较好的经济效益,且PSO的优化效果明显,也说明采用PSO对锚拉桩桩身进行优化设计具有可行性,为锚拉桩的优化设计提供了新的思路和借鉴。     

基于鱼群算法优化的空号质量评价普适模型

在设定各项空气污染物的明显危害浓度"参照值"基础上,提出一个适用于多项污染物的幂函数加和型空气质量评价综合指数公式,该公式的特例也可作为单项指标的空气质量评价.采用鱼群算法优化公式中的参数,得出优化后适用于多项污染物的空气质量综合评价普适指数公式.公式被应用于多个实例分析计算,并与其他若干评价方法评价结果相比较,结果表明:该公式不受污染物种类和数目多少的限制,形式简便,计算快速,使用方便,具有通用性、可比性和实用性.     

辽东湾MODIS生物光学算法研究(Ⅰ)算法适用性评估

辽东湾是典型的复杂二类水体,我们利用2002～2004年在辽东湾现场实测的叶绿素a数据(分光法、荧光法和HPLC法),以及水面之上法现场实测的离水辐射率和遥感反射率数据模拟的MODIS各相应波段值对MODIS海洋水色算法进行了评估.评估的MODIS生物光学算法有四个,即CZCS_pigm、chlor_MODIS、chlor_a_2和chlor_a_3算法.结果表明,两个一类水体生物光学算法(CZCS_pigm和chlor_MODIS)反演值与分光法和荧光法测试分析结果相比,算法均低估了叶绿素a浓度,与HPLC分析结果相比算法高估了叶绿素a浓度;两个二类水体算法(chlor_a_2和chlor_a_3)与所有叶绿素a分析方法相比,均高估了叶绿素a浓度.根据MODIS生物光学算法在辽东湾的具体表现,我们认为HPLC法分析的叶绿素a浓度更适合于作为海洋水色算法评估的现场检验依据.叶绿素a浓度的反演值和实测值之间较低的相关系数则显示MODIS两个一类水体算法所采用的波段比值不适合本海区.     

非战争军事行动下飞行受限区的划设方法

非战争军事行动是区别于战争形式的维护国家安全的重要手段,针对非战争军事行动对民航飞行安全影响较大的现状,根据非战争军事行动的特点,分析用空对象对空域的使用需求及影响因素,进而用Graham算法划设初始飞行受限区并加入飞行安全间隔,在此基础上运用平移法增加受限区移动轨迹得到新的飞行受限区,再运用外推法,结合航空器飞行基础动作所需空域的数学模型,描述飞行受限区的边界变化情况,提出一种对非战争军事行动下飞行受限区的划设方法,以便于民航航班改航。     

石灰乳作中和剂处理含铁酸性矿井水自动控制系统的应用研究

介绍长广六矿含铁酸性水加石灰乳处理的自动控制系统，含铁酸性水处理的难点及PH控制要求，控制系统采用在线PH检测，改进PI算法，实验应用取得了满意的效果。     

基于pso-SVM的废水厌氧处理过程软测量模型

由于厌氧消化过程的复杂性和厌氧菌的敏感性,保持厌氧消化体系的稳定和高效性是比较困难的.本文在实验室采用IC反应器构建了一套厌氧废水处理系统处理人工合成废水,基于支持向量机(SVM)提出了一种预测废水厌氧处理系统出水挥发性脂肪酸(VFA)浓度和COD去除率的软测量模型.为了提高模型的精确性和鲁棒性,加入pso算法(粒子群算法)优化SVM模型,并引入了分类策略对元数据集进行有效分类.仿真结果表明,基于pso-SVM模型的软测量模型对厌氧废水处理系统出水VFA浓度和COD去除率具有较好的预测能力,模型预测系统COD去除率及出水总VFA浓度测试样本数据相关系数分别为65.86%、85.25%;加入分类策略后,元数据集分成两类,模型预测系统COD去除率测试样本数据相关系数分别为92.34%、83.41%;模型预测系统出水总VFA浓度测试样本数据相关系数分别为99.14%、99.59%,系统预测精度明显提高.引入分类策略对元数据集进行有效分类,基于pso-SVM的软测量模型可为监控、优化和理解厌氧消化过程提供指导.     

混合多目标遗传算法求解地下水污染修复管理模型

为了提高多目标遗传算法Pareto解的局部最优性,本文将快速非支配遗传算法(NSGAII)与一种迭代式的局部搜索算法(Hill Climber with Step,HCS)相结合,开发了一种新的混合多目标遗传算法NSGAII-HCS.利用CONV1和ZDT6两个经典的多目标优化函数对NSGAII-HCS的性能进行测试,与传统的多目标算法NSGAII相比,CONV1得到的Pareto锋面与真实Pareto最优解锋面的平均距离由5.49减小到1.74,ZDT6则由0.16减小到0,表明NSGAII-HCS在保证解多样性的前提下,能使解接近或收敛到真实的Pareto最优解锋面.最后,将NSGAII-HCS与地下水流模拟软件MODFLOW和溶质运移模拟软件MT3DMS相耦合,并应用到一个理想的二维地下水污染修复管理模型中,结果分析表明该方法可为地下水污染治理提供多样的和收敛的Pareto管理策略,是一种稳定可靠的多目标优化方法.     

基于ISODATA算法的水上交通事故黑点识别

针对水上交通安全问题,基于ISODATA算法和水上交通事故等级综合加权平均法,构建水上交通事故黑点识别模型。结合道路交通黑点及现有水上交通多发区的研究方法,定义水上交通事故黑点;采用ISODATA算法分析水上交通事故空间分布特征,实现对水上交通事故空间的构建;对水上交通事故等级梯度赋值,以量化事故的严重程度,利用等级综合加权平均法确定黑点阈值。并以深圳西部港区水上交通事故为例进行模型应用,共识别出10处事故黑点及其边界,表明水上交通黑点识别模型能有效识别水上交通黑点的空间分布及特征,为水上交通安全状态分析提供了一种度量方法。     

利用高分二号影像对城市黑臭水体遥感监测——以南京市主城区为例

城市河道水质黑臭直接影响人们生存环境和生活质量,准确识别城市黑臭水体对城市生态文明建设具有重大意义。基于GF-2 PMS数据,利用TSUWI(Two-Step Urban Water Index)指数提取研究区水体分布,在此基础上,分别计算影像的黑臭水体归一化比值指数BOI和NDBWI值,采用面向对象的最优特征选择搜索算法SEaTH(Seperability and Thresholds),确定黑臭水体与一般水体的4个分离特征,构成特征空间,利用K-mean算法进行多特征聚类分析,进行黑臭水体的识别与分类。结果表明,南京市研究区范围内共有6条河道15段存在不同程度的黑臭情况,面积约为0.38km^(2),占城区水域(剔除长江南京段面积)面积的1.98%,经实地调查验证,黑臭水体的识别精度为81%。研究表明该方法可以实现对城市河道黑臭水体的监测与评价,为城市水环境治理提供技术支撑。