利用EP/TOMS遥感资料分析我国上空沙尘天气过程

利用EP/TOMS卫星遥感资料,并结合地面气象观测记录,分析了影响我国典型沙尘暴天气的发生、发展和传输过程.定义了使用EP/TOMS气溶胶指数定量描述沙尘天气强度的指标体系,并对1998年3-4月间发生的沙尘天气的强度及其演变进行了详细的分析.结果表明:利用EP/TOMS 气溶胶指数并结合气象观测资料,可以对大规模的沙尘天气进行及时判别、监视,并预报影响范围及传输路径;同时,利用TOMS气溶胶指数建立起来的指标体系可以半定量化地描述沙尘暴天气的强度和影响范围.      

基于多源数据的PM2.5浓度时空分布预测与制图

随着我国经济、工业化、城市化进程迅速发展,PM_(2.5)污染在中国已经成为一个极端的环境和社会问题,并引起广泛关注.采用新技术估算的地表PM_(2.5)质量浓度,收集并处理了遥感反演的气溶胶光学厚度(AOD),气象数据,其他地理数据和污染物排放数据,采用贝叶斯最大熵(BME)结合地理加权回归(GWR)来分析2015年冬季的PM_(2.5)暴露在我国东部大范围区域的时空变异特征.结果表明,BME模型的十折交叉验证结果的决定系数R~2为0.92,均方根误差(RMSE)为8.32μg·m~(-3),平均拟合误差(MPE)为-0.042μg·m~(-3),平均绝对拟合误差(MAE)为4.60μg·m~(-3),与地理加权回归模型的结果相比(R~2=0.71,RMSE=15.68μg·m~(-3),MPE=-0.095μg·m~(-3),MAE=11.14μg·m~(-3)),BME的预测结果有极大的提高.空间上,PM_(2.5)高浓度地区主要集中在华北、长江三角洲、四川盆地,低浓度地区主要集中在中国的最南部如珠江三角洲和云南的西南部;时间上,不同月份的研究区域PM_(2.5)空间分布所有差别,2015年的12月、2016年1月PM_(2.5)污染最为严重,2015年的11月,2016年的2月污染相对较低.     

饮用水水源地水质监测预警系统设计探讨

以全过程管理监测预警为目标,设计了集数据监测系统、数据传输系统、视频监控系统、预警系统于一体的饮用水水源地水质监测预警系统,为饮用水安全保障提供全过程分层次的决策方案。论述了系统的目标、框架、总体功能、以及涉及的关键技术,积极探索了将水质遥感、GIS技术、无人机技术、生物预警技术应用于饮用水监测预警管理的过程与方法,并指出该系统还需从水文过程-水环境效应的耦合模拟方面加以完善。     

无人机遥感系统在某河流域环境监测项目中的应用

剖析了无人机遥感系统的组成及工作流程,结合无人机遥感系统在某河流域环境监测项目中的应用案例进行深度分析。凸显了应用方案的诸多优势,并对该系统在环境保护领域中的应用前景进行了展望。     

Data quality evaluation and calibration of on-road remote sensing systems based on exhaust plumes

In recent years, with rapid increases in the number of vehicles in China, the contribution of vehicle exhaust emissions to air pollution has become increasingly prominent. To achieve the precise control of emissions, on-road remote sensing (RS) technology has been developed and applied for law enforcement and supervision. However, data quality is still an existing issue affecting the development and application of RS. In this study, the RS data from a cross-road RS system used at a single site (from 2012 to 2015) were collected, the data screening process was reviewed, the issues with data quality were summarized, a new method of data screening and calibration was proposed, and the effectiveness of the improved data quality control methods was finally evaluated. The results showed that this method reduces the skewness and kurtosis of the data distribution by up to nearly 67%, which restores the actual characteristics of exhaust diffusion and is conducive to the identification of actual clean and high-emission vehicles. The annual variability of emission factors of nitric oxide decreases by 60% – on average – eliminating the annual drift of fleet emissions and improving data reliability.     

基于无人机可见光影像的绿色植被提取

在分析健康绿色植被光谱特性及无人机可见光影像典型地物各波段像元值差异的基础上,提出一种综合利用红、绿、蓝3个可见光波段信息的新型绿色植被指数——差异增强植被指数（DEVI）.利用该指数及其他8种常见可见光植被指数结合不同阈值方法提取研究区域绿色植被信息,并采用地表真实感兴趣区和基于SVM的监督分类方法进行精度量化评价.结果表明：由DEVI计算的植被指数灰度影像直方图具有良好双峰形态,可利用双峰直方图阈值法快速确定阈值,且阈值一般位于0.9~1之间;同时,DEVI提取精度明显优于其余8种植被指数,且采用双峰直方图阈值法时,总体精度为98.98%,Kappa系数为0.9791,相对误差为1/83.为验证DEVI是否具有良好的可适用性及可靠性,选取3种典型植被覆盖区域进行可行性验证,结果表明：利用DEVI可高精度提取建筑密集区域和植被零散分布区域的绿色植被信息,总体精度分别为98.42%和98.56%,Kappa系数分别为0.9610和0.9635,相对误差分别为1/125和1/91;而植被集中分布区域提取精度略低于上述2种典型区域,总体精度为97.40%,Kappa系数为0.9371,相对误差为1/53.因此,提出的差异增强植被指数——DEVI可以有效、高精度、低成本提取不同植被覆盖典型区域无人机可见光影像中的绿色植被信息,为陆地生态系统中的绿色植被监测研究提供一种可行性方法.     

利用CDOM吸收系数估算博斯腾湖水体表层DOC浓度

基于2021年夏秋两季西部干旱区博斯腾湖表层50个采样点位实测数据,通过对DOC特征的统计学分析、内外源因素影响的时空差异以及电导率相关性验证,将博斯腾湖划分为河口和非河口区域.然后以CDOM特征波长吸收系数a₂₅₀和a₃₆₅为自变量,以DOC浓度（c_DOC）为因变量,分别构建了基于CDOM的河口和非河口水域DOC浓度估算模型.结果表明：河流与湖泊进行水体交换的同时,会将大量陆源DOC输送到博斯腾湖中,使得河口区域DOC浓度明显高于非河口区域（t-tests,P<0.01）,河口区域的DOC浓度（c_DOC）约是非河口区域的2.2~2.3倍,且在河口区域c_DOC与电导率呈现显著相关关系（夏季：R²=0.81,P<0.01;秋季：R²=0.84,P<0.01）.本文构建拟合模型（c_DOC=α+β·α₂₅₀+γ·α₃₆₅）,并通过交叉验证的方法来检验模型精度.将夏季和秋季同区域数据统一建模,河口和非河口区域CDOM与DOC均存在较好的相关关系,且模型精度较高（河口区域：R²=0.60,RMSE=8.56%;非河口区域：R²=0.66,RMSE=8.77%）.本文所建立的模型可以在不增加环境因子变量的前提下提高精度,有利于实现卫星遥感反演.同时,本研究揭示了河流输入对博斯腾湖DOC分布和估算的时空影响,提出可利用CDOM估算DOC浓度,但需根据水文特征和c_DOC等因素区分河口和非河口区域.本研究对实现新疆水资源合理开发、有效保护以及综合治理提供科学依据,对我国西部干旱区湖泊DOC遥感动态监测具有重要意义.     

中国区域紫外辐射红斑剂量时空变化特征

利用大气探测卫星AURA搭载的臭氧观测仪（ozone monitoring instrument,OMI）所获得的紫外辐射红斑剂量数据,分析了2005—2015年中国紫外辐射的时空变化特征。在空间上,紫外线辐射呈现纬度地带性分布,从南向北逐渐减小,大约从4200 J?m^?2到1500 J?m^?2递减。紫外辐射与高程呈现明显的正相关,东部、东北的低海拔地区,紫外辐射相对较低。在高海拨的青藏高原区,紫外辐射高,多年平均值大约为5500 J?m^?2,有些区域可达6000 J?m^?2以上。在时间上,紫外辐射红斑剂量存在明显的季节变化,一年中变化大致呈现抛物线分布。在夏季（7月份）达到最大值,多年平均值为5532.9 J?m^?2,春秋季次之,冬季（12月份）达到最小值,多年平均值为1089.2 J?m^?2。2005—2015年平均紫外线辐射呈上升趋势,但是在2010年出现谷值,多年平均值大约为3016.5 J?m^?2。不同区域的变化趋势表现出明显的空间差异,大体呈现两种模式：在高值的青藏高原区,紫外辐射呈现减少的趋势;在低值区,紫外辐射呈现逐渐增大的趋势。     

厌氧氨氧化污泥群体感应信号分子检测及影响研究

厌氧氨氧化作为一种新型的脱氮工艺具有很好的应用前景,但厌氧氨氧化污泥富集培养困难.本研究以处理垃圾渗滤液的污泥作为接种污泥,在升流式厌氧污泥反应器(UASB)中启动厌氧氨氧化过程;检测驯化成功的厌氧氨氧化污泥中是否存在群体感应信号分子;并通过添加外源信号分子(cis-11-Methyl-2-dodecenoic acid,DSF和N-acyl-homoserine lactone,AHL),探究信号分子对厌氧氨氧化污泥附着生长能力的影响.结果表明,UASB反应器在运行150 d后,总氮去除率达到80%,菌群结构中厌氧氨氧化菌所占比例超过了20%,成功启动厌氧氨氧化工艺,且厌氧氨氧化污泥中存在低浓度的AHLs信号分子;人为添加3-碳位置取代基为羰基的AHLs(3-oxo-C6-HSL、3-oxo-C8-HSL、3-oxo-C10-HSL和3-oxo-C12-HSL)信号分子均能促进厌氧氨氧化污泥附着生长,而3-碳位置无取代基的AHLs中只有C12-HSL和C6-HSL存在积极影响,C8-HSL、C10-HSL和DSF信号分子对厌氧氨氧化污泥的附着生长能力并没有促进作用.     

华东区域PM2.5变化背景下浙江省人口经济暴露水平评估

利用1998~2012年卫星反演的细颗粒物(PM_(2.5))全球高精度产品数据集,精细化地给出了华东地区PM_(2.5)时空分布与变化特征,并分析了此背景下浙江省PM_(2.5)的人口经济暴露水平.结果表明1998~2012年期间,浙江省区域平均PM_(2.5)浓度整体变化呈现出先增加、后下降的特征,拐点出现在2007~2009年前后,与华东区域大背景的变化趋势一致.1998~2000年华东南部与山东东部的年平均PM_(2.5)浓度基本保持在50μg·m~(-3)以下,其余地区大多在50~75μg·m~(-3)左右,华东地区和浙江省PM_(2.5)浓度超过35μg·m~(-3)的地区分别占到51.8%和21.1%.1998~2009年PM_(2.5)浓度上升趋势非常明显,华东地区的平均变化趋势为2.58μg·(m~3·a)~(-1),浙江省的上升趋势较华东区域慢,为1.43μg·(m~3·a)~(-1).2007~2009年PM_(2.5)浓度达到最大,华东和浙江省超过35μg·m~(-3)的地区分别占到82.1%和65.9%.此后PM_(2.5)浓度呈现出下降的变化趋势,华东地区和浙江省的平均变化趋势分别为-1.75μg·(m~3·a)~(-1)和-1.58μg·(m~3·a)~(-1),PM_(2.5)浓度超过35μg·m~(-3)的地区比例均有所下降,说明政府颁布的一系列节能减排方针政策可能对华东地区的空气质量改善起到了一定的成效.2010年浙江地区PM_(2.5)暴露水平超过35μg·m~(-3)的人口比例和GDP比例分别为74.0%和70.8%,其中38.1%的人口生活的环境和38.9%的GDP产生的环境PM_(2.5)浓度年平均值在50μg·m~(-3)以上.