基于可调二极管激光技术的汽车尾气遥感监测系统

汽车尾气排放已成为最主要的城市污染源之一。汽车尾气的遥感监测系统作为一种高效实时监测汽车正常运行状况下的尾气排放方法已越来越受到人们的广泛关注。本文主要介绍基于可调二极管激光(TDL)技术的汽车尾气遥感监测系统。首先介绍遥感监测系统的产生与发展以及TDL技术的基本原理,其次阐述遥感监测系统的组成、关键技术以及系统的优点,并分析遥感监测系统在国内外的应用现状,最后提出目前应用中尚待解决的若干关键技术问题。     

卫星遥感技术在管理长江流域水资源方面的应用研究

详细讨论了卫星遥感技术在长江流域水资源管理方面的应用问题，提出了两种实用的方法：①卫星遥感技术在灌溉水资源管理方面的应用；②长江流域地下水、地表水资源估算。进一步分析了两种方法的特点，介绍了卫星遥感技术的优点及用途，建议在长江流域水资源管理中加以利用。     

城镇化下平原水系变化及河网连通性影响研究

针对平原区城镇化背景下水系减少及连通受阻等下垫面变化引起的洪涝加剧问题,综合考虑水系结构和水力特性等因素,建立满足行洪排涝需求的平原水系连通度量方法,并以浙东沿海平原河网区为例,分析了城镇化下平原水系特征变化及其对河网连通度的影响。结果表明:1近20a来研究区水系数量和结构复杂性均存在不同程度的衰减,河网密度和水面率分别减少20%和30%左右,水系尤其是低等级河道的减少导致河网结构趋于骨干化;2河网连通度受水面率等数量特征和水系空间连接结构的共同影响,在水系数量持续减少情况下,整个河网连通度呈现先减少后增加的趋势,说明了骨干河道工程对水系空间结构特征的优化,可缓解水系减弱对河网连通的负面效应;3建立的河网连通度方法合理反映了水系数量和结构变化下的河网连通度演变规律,以及水系变化下区域排涝能力的空间差异特征,具有操作性强特点。     

基于创新合作联系的城市网络格局分析——以长江经济带为例

现有城市地理研究主要基于重力模型、客货流网络和连锁模型等方法刻画城市网络。这些方法或是仅仅基于假设而可能与事实不符,或是数据难以获取,或是过于强调城市间的等级关系。通过引入合作专利数据,探索更加真实、平等的城市网络衡量方法。基于对长江经济带城市间创新联系的实证分析,发现目前城市间的创新联系以公司间(尤其是总部-分支机构间)合作为主;城市间创新联系存在非对称性和空间差异;实际创新联系与重力模型估算的创新联系存在正相关关系,但是相关系数不高;城市间创新联系的规模-位序符合Zipf定律,且存在两个无标度区;城市间创新联系受空间距离、行政级别、产业结构相似程度等影响,反映了距离衰减定律、行政区经济和产业链分工等规律对城市创新联系的解释力。     

产业园区碳排放核算方法研究

产业园区是一个协同实现经济效益和环境效益的重要单元,同时也是重点碳排放源,其转型和发展对实现国家和地区的低碳战略起到关键作用。碳排放核算方法影响园区碳排放水平的评估,是制定有效碳减排策略的基础。产业园区碳排放核算需要明确核算对象、核算结果表征和核算范围。本研究首先界定核算对象,辨析"二氧化碳量"与"二氧化碳当量"两种表征方式,认为二氧化碳量可以反映产业园区能源结构,而二氧化碳当量则能够量化园区的不同排放过程和环境效应。同时,从价值链角度出发,将园区碳排放核算划分为三个Scope,分别反映园区直接排放和上下游关联企业的间接排放。然后,从排放活动和部门关联出发,分析三种典型碳排放核算方法(清单分析法、投入产出分析和生态网络分析),进一步划分为流量分析模式和结构分析模式。流量分析模式主要从排放量角度对园区内部及其上下游产业链相关的碳排放活动进行核算;结构分析模式则聚焦园区相关碳排放部门和价值链的组织形式,从投入产出或者网络关联角度开展分析。研究发现清单分析法可以自下而上量化产业园区碳排放活动的流量,投入产出法则自上而下揭示碳排放单元的直接和间接流量以及平行结构,而生态网络分析则采用混合式核算模式刻画碳排放单元之间的网状关联结构。最后,本研究初步提出了产业园区碳排放核算方法的研究框架,力求提高排放因子精度,改进核算模式和建立动态核算模型,对碳排放总量和结构进行预测,从而实现产业园区的低碳发展。     

北京市黑臭水体治理的动态遥感监测及影响因素分析

为及时、准确掌握黑臭水体治理进展,基于“北京二号”影像数据和同期的野外综合水体实测数据,采用深度学习算法对黑臭水体进行识别,并引入地理探测器对黑臭水体影响因素进行定量分析。结果表明：基于Faster R-CNN算法的黑臭水体遥感识别,总准确率达到90%左右,短时间内(5~33 h)即可完成北京市建成区黑臭水体的筛查工作;在空间维度上,黑臭水体主要分布在中心城区以外,并在通州区、朝阳区和大兴区较为集中;在时间维度上,专项治理期间(2015—2018年)内,黑臭水体的数量和长度总体趋势都是递减的,但偶尔也有反黑现象;2018年底,在全市建成区范围内,已全面消除黑臭现象;在一年内,第1季度水体环境最好,第2季度次之,第3季度最差,从第4季度开始好转;在北京市大兴区,土壤全氮量(贡献率为32.07%)和周边养殖场排污(贡献率为27.04%)是黑臭水体形成的主要影响因素,高程(贡献率为8%)、土壤类型(贡献率为7.6%)和土地利用类型(贡献率为6.1%)的贡献率较弱。由此可以看出,基于Faster R-CNN算法识别影像中的黑臭水体识别准确率高,可及时、准确地监测城市黑臭水体治理情况,使用地理探测器可定量分析并确定各影响因素的贡献率。本研究成果可为城市黑臭水体的动态监测和治理提供有力的技术支撑。     

浦阳江流域(浦江县段)面源污染模型估算及河流生态缓冲带重点区域识别

以浦阳江流域(浦江县段)为研究区,从流域面源污染空间特征入手,提出浦阳江流域岸边带建设的重点区域。采用DPeRS面源污染负荷估算模型,具体分析了2018年浦阳江流域面源污染负荷空间分布特征,并采用面向对象方法提取了岸线和河流生态缓冲带土地覆盖类型,以汇水区为单元,结合面源污染估算结果识别了浦阳江流域河流生态缓冲带重点区。结果表明：浦阳江流域中部和中北部地区面源污染排放负荷较高,面源污染入河负荷高值区主要集中于中下游地区;该流域31个汇水区中,TN和NH₄⁺-N重点汇水区有17个,主要分布在流域的中部和东北部;TP和COD重点汇水区有12个,集中分布于流域中部;浦阳江流域河流生态缓冲带范围内,植被类型和非植被类型面积占比分别为65.49%和34.51%,其中耕地面积占比29.36%,建筑用地占比11.89%;综合浦阳江流域面源污染重点汇水区和河流生态缓冲带现状遥感提取结果,筛选出的重点区包括下游地区的7号汇水区和中游地区的18~25号汇水区所在的河流生态缓冲带。今后,可针对其重点区域设计生态防护工程,也应结合源头减量、过程拦截、末端消纳与资源循环利用的防控策略,综合削减面源污染物入河量。     

Progress in developing an ANN model for air pollution index forecast

An air pollution index (API) reporting system is introduced to selected cities of China for public communication on air quality data. Shanghai is the first city in China providing daily average API reports and forecasts. This paper describes the development of an artificial neural network (ANN) model for the API forecasting in Shanghai. It is a multiple layer perceptron (MLP) network, with meteorological forecasting data as the main input, to output the next day average API values. However, the initial version of the MLP model did not work well. To improve the model, a series of tests were conducted with respect to the training method and structure optimization. Based on the test results, the training algorithm was modified and a new model was built. The new model is now being used in Shanghai for API forecasting. Its performance is shown reasonably well in comparison with observation. The application of the old model was only weakly correlated with observation. In 1-year application, the correlation coefficients were 0.2314, 0.1022 and 0.1710 for TSP, SO₂ and NO_x, respectively. But for the new model, for over 8 months application, the correlation coefficients are raised to 0.6056, 0.6993 and 0.6300 for PM₁₀, SO₂, and NO₂. Further, the new algorithm does not rely on manpower intervention so that it is now being applied in several other Chinese cities with quite different meteorological conditions. The structure of the model and the application results are presented in this paper and also the problems to be further studied.     

一种基于图像内容过滤的有线电视网信息审计系统

如何实现广播电视网节目内容的自动审计已成为目前广播电视网网络安全所面临的问题。笔者首先分析了目前有线电视网节目内容的审计,大多基于人工,不仅费时费力,且与先进的现代电视技术极不相匹配,接着对图像内容过滤的关键技术进行了分析,并用反差、能量、熵、相关4个特征量表示纹理特征,在此基础上用交互的动态规划法来进行图像对象分割然后利用相似度描述两个特征量的相似程度,最后以对黄色内容识别为实例,通过提取图像的纹理特征与定义好的特征库相匹配,监控包含不良人体图像信息的视频,实现对有线电视网节目内容的自动审计。     

利用卫星遥感评估广西壮族自治区SO2减排成效

基于2005—2012年OMI卫星遥感PBL SO2柱浓度数据分析了广西壮族自治区SO2污染的时空格局和变化特征,并结合燃煤火电厂SO2排放模型估算与工业经济增长数据,在时间、空间尺度上分析了自治区内不同区域的SO2污染对火电厂烟气脱硫政策的响应以及所呈现出的减排成效。结果表明,广西因火电厂脱硫政策驱动的SO2污染改善具有显著的空间异质性,自治区内高污染区的SO2浓度在2011—2012年出现了显著下降,而低污染区的SO2浓度则在8年中持续增长;排放模型估算结果显示,烟气脱硫驱动的火电厂SO2减排贡献将在2008年后持续下降,而遥感观测结果显示,广西全区SO2半年浓度均值总体呈现波动上升趋势,2005—2012年浓度增加了8.6%、年均增长约0.9%;综合工业经济增长数据发现,近年来其他工业源的增量排放已给广西SO2减排带了新挑战,而这一变化仍未得到相关决策部门关注,存在明显缺陷的SO2统计排放量数据尚未得到修正。针对上述污染变化新特征,政府相关部门应引起足够重视,尽快更新完善污染源信息并启动针对其他污染源的限排措施,以确保环境持续改善。