基于随机森林算法与农户视角的村落级农业面源污染风险分析

当前农业面源污染问题依然严峻,村落级尺度下各地块的污染风险状态精细识别有待进一步研究.本文针对三峡库区典型村落重庆市涪陵区南沱镇睦和村进行研究,结合无人机多光谱技术、农户行为调研、随机森林算法等进行地物识别及泛地块网格划分,通过测算总氮(total nitrogen,TN)、总磷(total phosphorus,TP...     

敌百亩和阿米津的太赫兹透射光谱研究

为获得敌百亩和阿米津两种农药在太赫兹频段内的光学参数,完善常用农药太赫兹光谱数据库,利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS),在室温294 K和氮气环境(湿度小于4%)下,对两种农药标准样品进行测试。获得了两种农药的太赫兹时域信号,并利用傅里叶变换和菲涅尔公式得到0.3~1.5 THz频段内的折射率谱和吸收谱。结果表明,敌百亩和阿米津的平均折射率分别为1.59和1.55,敌百亩吸收谱有3个吸收峰,阿米津有2个吸收峰,且两者吸收峰的位置与峰值存在明显的差异。相对于阿米津,敌百亩对于太赫兹波有更好的吸收特性。试验光谱特征说明,利用THz-TDS可以实现对农药的检测与鉴别。     

高浑浊河流悬沙质量浓度的地面遥感监测方法

以金沙江中下游一级支流龙川江为例，通过探讨河流地面反射光谱与河流悬沙质量浓度的关系，初步开发了河流悬沙质量浓度的地面遥感预测技术。研究发现，基于R800/R550的经验模型，仅能够预测浓度范围在400g．m^-3以下的悬沙质量浓度值，对于较低悬沙质量浓度的河流或其他水域有较大运用价值。光学拟合技术能够预测龙川江在其整个变化范围的河流悬沙质量浓度，最高预测浓度可以达到13000g.m^-3。通过直接运用两种方法，或者进一步将它们提升成为卫星遥感运用技术后，对于中国西南众多的江河湖库有着重要的理论和现实意义。     

巢湖水体悬浮物含量与光谱反射率的关系

利用高光谱地物光谱仪在巢湖进行了反射光谱测量和同步水质采样分析，在分析巢湖水体反射光谱特征的基础上，分别研究了悬浮物浓度与水体光谱反射率和光谱反射率的一阶微分之间的关系，结果表明在近红外波段范围，单波段反射率和一阶微分光谱反射率都与悬浮物的浓度有较好的相关性，而且利用微分光谱估算内陆水体悬浮物浓度有较大潜力。     

湖南郴县千里山花岗岩及其衍生岩脉云母矿物的红外光谱研究

湖南郴县千里山花岗岩及其衍生岩脉云母矿物系统的红外光谱分析结果表明:这些云母矿物分属于Li-Fe系列和Li-Al系列,前者所有红外光谱吸收峰波数均较后者相应的吸收峰值低;羟基伸缩振动与云母~(v1)Al的含量有关;(Al)Si-O-Si的对称伸缩振动与~(vl)Li~+含量关系密切;而Si-O弯曲振动或O-Me(金属)伸缩振动的频率变化则主要受~(vl)Fe~(2+)的含量制约。不同类型的云母有时其成分与红外光谱振动频率的关系有各自的规律,根据这一关系可以大致划分云母种属并粗略估计云母中某些主要组分的相对含量。结合云母产状的分析,两个系列出现于花岗岩蚀变的不同演化阶段,这对探讨岩体演化及矿化规律有一定的意义。     

研究星载IPDA激光雷达探测CO2光谱纯度

光谱纯度是积分路径差分吸收激光雷达最重要的系统参数之一,光谱纯度直接影响CO₂数据的探测精度.在模式研究中要求输入观测的CO₂数据误差小于1×10^-6,对激光器光谱纯度参数设计提出很高要求.本文采用有效吸收截面分析探测反演误差的方法,研究了由光谱纯度带来的CO₂柱浓度探测误差,并基于窄带滤波器对光谱不纯能量的抑制作用,对不同带宽的窄带滤波器进行选择和分析,从而达到降低对光谱纯度的要求,提升探测精度的目的,最后讨论了由于窄带滤波器造成的能量衰减所对随机误差的影响.结果表明：当光谱纯度为99.9%,窄带滤波器带宽1GHz,透射率为0.86,脉冲能量为100mJ时CO₂探测的系统误差小于0.084×10^-6,随机误差小于0.02×10^-6,满足探测精度要求.     

城市污水厂污泥碱性热水解的分离特性

为考察碱性热水解技术分离城市污水厂污泥中有机物和无机物的特性,设计单因素试验研究了Na OH投加量、反应温度和反应时间对分离效果的影响。结果发现:随着Na OH投加量升高,无机物先增多后减少,有机物变化趋势反之;反应温度升高,无机物变化不一致,有机物含量减少;反应时间延长,无机物增多,有机物减少。试验得出:最佳反应条件为Na OH投加量10%、反应温度150℃、反应时间2 h。在此条件下,固相中无机物和有机物含量分别为76.6%和23.4%,液相中COD、NH3-N、TN和TP分别为139 733,446,3 326,238 mg/L。由电子扫描显微镜(scanning electron microscope,SEM)表征结果可知,反应后细胞结构破碎,有机物和无机物均被释放减少;由X射线荧光光谱(X-ray fluorescence,XRF)可知,反应后金属元素含量增加;而GC-MS分析结果表明,水解后有机化合物的种类、含量均有减少。     

城市黑臭水体的吸收特性分析

黑臭水体是城市水环境的一个严重问题,对城市黑臭水体光学特性进行分析,是利用遥感技术手段进行黑臭识别的前提与基础.2016~2017年采集了长沙、南京和无锡的城市黑臭水体共计85个样点,非黑臭水体共计80个样点,并对水样的悬浮物等水质参数浓度以及水体组分的吸收系数进行了测量.结果表明:(1)黑臭水体的总颗粒物吸收系数、非色素颗粒物吸收系数总体上高于非黑臭水体.(2)黑臭水体与非黑臭水体的CDOM吸收系数有明显的差异.由此可用CDOM吸收特征波段440 nm和不同波段范围内拟合的吸收系数曲线斜率对黑臭水体进行区分.城市黑臭水体吸收特性的分析,将为黑臭水体的遥感识别和监测提供有效的技术支撑.黑臭水体中的高CDOM浓度,可以作为遥感识别黑臭水的一个重要参考.     

基于紫外光谱分析的腐殖质混凝控制

腐殖质是水溶性天然有机物(DOM)的主要成分,对水处理过程有重要影响.为探究利用紫外光谱分析实现饮用水处理在线混凝控制的可行性和理论基础,以含腐殖酸和高岭土配水为实验对象,通过烧杯实验考察了不同水质条件对PACl混凝剂最佳投加量的影响,研究了SUVA_(254)和光谱特征斜率与混凝效果的相关性,利用排阻色谱分析了紫外光谱斜率与水体有机物组分之间的关系.结果表明,混凝剂最佳投加量与DOM浓度呈正比关系,两者计量学关系(以Al/DOC计)为0.61mg·mg~(-1).随混凝剂投加量的增加,腐殖酸溶液的SUVA_(254)从8.9 L·(mg·m)~(-1)下降并稳定至2.0 L·(mg·m)~(-1),有机物去除率与SUVA_(254)值呈正相关.光谱斜率与SUVA_(254)的变化趋势一致,且S_(275~295)与SUVA_(254)线性相关最优(R2=0.81).排阻色谱结果表明,混凝优先去除DOM中的腐殖质组分,S275~295与有机物中腐殖质组分对总UVA_(254)的占比存在明显的线性相关,光谱斜率测定对实现饮用水混凝过程的控制有重要意义.