基于DMSP/OLS数据的中国碳排放时空模拟与分异格局

精准模拟和精细尺度获取碳排放的时空动态信息，对于合理制定差别化的区域碳减排政策具有重要意义.利用DMSP/OLS夜间灯光数据在完成年内和跨年数据的校正、像元去饱和、异常值剔除的基础上，提取了城市建成区范围，并以中国大陆为研究对象，根据夜间灯光数据和碳排放统计数据之间的定量关联，构建面板数据模型模拟了2000~2013年中国的碳排放量；采用Theil-Sen Median趋势分析方法与Mann-Kendall检验，探讨了14年间中国碳排放量的时空变化趋势及空间分布特征.结果表明：系统校正后的DMSP/OLS夜间灯光影像构建面板模型模拟的碳排放量拟合精度较高，2002，2007和2012年多尺度回归检验的决定系数R²值分别为0.893，0.955和0.951.2000~2013年中国碳排放时空演化差异显著，稳慢增长型和迅猛增长型分别占碳排放区域总面积的77.6%和19.4%，稳慢增长型面域宽广，迅猛增长型主要位于都市区及都市连绵区.受城市规模及城市化发育程度的影响，迅猛增长型空间结构呈"空心型"与"中心型"空间指向性分异.研究提出，促进经济增长方式和发展模式的实质性转变、因地制宜差别化的减排措施与省区联动策略的实施是"精准减排"目标实现的重要途径.     

Development of an Earthen Dam Break Database

Earthen embankment dams comprise 85% of all major operational dams in the United States. Assessment of peak flow rates for these earthen dams and the impacts on dam failure are of high interest to engineers and planners. Regression analysis is a frequently used risk assessment approach for earthen dams. In this paper, we present a decision support tool for assessing the applicability of nine regression equations commonly used by practitioners. Using data from 108 case studies, six parameters were observed to be significant factors predicting for peak flow as a metric for risk analysis. We present our work on an expanded earthen dam break database that relates the regression equations and underlying data. A web application, regression selection tool, is also presented to assess the appropriateness of a given model for a given test point. This graphical display allows users to visualize how their data point compares with the data used for the regression equation. These contributions improve estimates and better inform decision makers regarding operational and safety decisions.     

高质量发展下长江经济带生态效率及影响因素

构建NSUSBM-SFA-NSUSBM-Tobit的4阶段分析框架,基于长江经济带2007~2016年107个城市的面板数据,运用全局DEA技术计算了不可分离假设下城市的生态效率,同时通过3阶段DEA模型,将自然因素引入效率测算中.使用Tobit模型,结合新发展理念,定量分析了高质量发展视角下城市生态效率的影响因素.研究表明,2007~2016年间,不考虑各城市环境差异时,长江经济带综合生态效率均值由0.288增至0.617,增幅114.24%,于2011年跨过了0.4的低质量发展阶段,但低于0.8的高质量发展标准,湖南省增速最快,涨幅213.85%;考虑环境差异后,长江经济带综合生态效率均值由0.150增至0.395,涨幅163.33%,其中上海市增速最快,涨幅311.52%,上海、江苏与浙江的综合效率在大部分年份排名前3位,江西、贵州与云南则排名后3位.创新、城乡协调、政府环境投资、引进外资与推进城镇化均有助于提升城市生态效率.     

鄱阳湖沉积物重金属污染影响因素分析——基于STIRPAT模型

为探究人类活动对鄱阳湖沉积物重金属污染的影响,于2017年10月在鄱阳湖入口、出口及湖区布设20个采样点位,开展鄱阳湖沉积物重金属表层及垂向分布特征调查,评价其潜在生态风险.利用¹³⁷Cs和²¹⁰Pb计年法推算出鄱阳湖沉积物的平均沉积速率,并结合柱状分层样品重金属含量,得出具体年代的重金属蓄积特性.基于STIRPAT模型,通过偏最小二乘回归分析得到鄱阳湖沉积物重金属演变与总人口数量、城镇化率、实际人均GDP、绿色专利申请数、第二产业占比、第三产业占比6种社会经济指标的多元非线性模型.结果表明：（1）鄱阳湖表层沉积物重金属Cu污染最为严重且生态风险程度最高, 地累积指数为“强”或“中-强”污染范畴,单因子潜在生态风险指数平均值为47.25,属于“中等”生态风险.整个湖区的总潜在生态风险指数RI平均值为107.07,表明鄱阳湖表层沉积物重金属总体处于低生态危害水平.（2）1988~2017年总人口数量是影响鄱阳湖沉积物重金属Cd和Cu污染的最主要正向因素,其他正向因素为第二产业占比、第三产业占比、城镇化率及实际人均GDP,绿色专利申请数所反映出的区域绿色技术创新能力及环保研发投入对鄱阳湖沉积物重金属Cd、Cu污染具有负相关关系.     

随机应用下的锂离子电池剩余寿命预测

目的为模拟海洋工程与水下科考装备电池的真实使用情况,进行随机电流放电下的锂离子电池老化实验,通过高斯过程回归模型进行电池剩余寿命预测。方法从数据驱动方法中选取具备不确定性表达能力的高斯过程回归模型,选定核函数后通过训练数据来优化超参数建立预测模型。用随机应用下的电池充放电循环实验数据验证预测结果。结果与SE核函数相比,基于Matern核函数的模型预测效果更优。训练数据越多,预测起始点越大,模型预测绝对误差越小、MAPE与RMSE值更低。对两种不同实验温度、不同随机电流放电模式下的三组电池,模型预测绝对误差大多在40 cycle内,MAPE与RMSE值分别低于0.06、0.09,均能实现准确剩余寿命预测。结论对于随机应用下的锂离子电池剩余寿命预测,高斯过程回归模型具备高精度与适用性。     

Pb和Cd赋存形态与土壤理化性质相关性研究

选择我国14种具有代表性的重金属污染土壤,测定其主要理化性质（pH、阳离子交换量、有机质、粉粒和黏粒）,采用改进的BCR顺序提取法对其中的Pb和Cd进行形态分析,运用SPSS 20.0软件进行Pearson相关性分析,建立逐步回归模型,研究重金属赋存形态与理化性质的相关性。结果表明,Pb和Cd的酸可溶态与pH值呈极显著负相关,相关性系数r分别为-0.80和-0.78,与阳离子交换量呈显著正相关,r分别为0.54和0.61,与有机质、粉粒和黏粒无相关性;Cd的可还原态与有机质呈显著正相关,r=0.56,与其它理化性质无相关性;可氧化态与有机质和黏粒呈显著正相关,与其它理化性质无相关性;残渣态与主要理化性质均无显著相关性。由逐步回归模型发现,酸可溶态、可还原态、可氧化态与理化性质回归效果均较好。     

4种重要因素对柴油机颗粒物排放因子的量化影响研究

在发动机台架测试基础上,按照发动机排放阶段、油品种类、后处理装置和运行工况4种因素的不同,进行了24组测试,研究了颗粒物排放因子.同时,应用单因素敏感性分析,探究了发动机排放阶段和油品种类对颗粒物排放因子的影响;并运用多元线性回归分析,探讨了4种因素对颗粒物排放因子的影响力大小排序.结果显示:24组柴油机测试的颗粒物排放因子均值为(21.9±24.5) mg·kWh~(-1);使用国Ⅴ排放标准柴油机的颗粒物排放因子((14.7±5.6) mg·kWh~(-1))比国Ⅳ排放标准柴油机((19.4±16.4) mg·kWh~(-1))有所下降;国Ⅳ柴油、国Ⅴ柴油和混合柴油的颗粒物排放因子平均值分别为120.0、(11.8±1.0)和(11.5±1.3) mg·kWh~(-1),混合柴油颗粒物排放因子与国Ⅴ柴油相近,两者相比国Ⅳ柴油有明显下降;油品种类是影响颗粒物排放因子的第一大因素,后处理是影响颗粒物排放因子的第二大因素.     

基于空间回归模型的中国碳排放空间差异模拟

以中国碳排放数据库的多年分省碳排放数据为基础,选取植被指数NDVI、夜间灯光影像DMSP-OLS、生产总值、工业总产值和人口数5项指标,采用1 km×1 km格网,运用空间滞后回归模型对中国2000年和2013年的碳排放进行时空分布模拟,并对空间模拟结果进行误差分析及纠正,获得地均碳排放强度的空间分布图,以弥补传统碳排放统计空间展示效果差、空间分辨率低等缺陷.结果发现,中国碳排放的空间分布格局差异显著,地均碳排放强度分布呈现由东部地区向中西部地区逐渐递减的阶梯状区域分布差异,东部地区的碳排放高值聚集区域大致呈现面状聚集分布特征,区域之间碳排放的差异较小,西部省会城市、工矿城市与农村地区碳排放量差异显著.2013年的地均碳排放强度明显高于2000年,且高值区域的分布范围明显扩大,低值区域分布范围面积明显减少.     

基于地理加权回归的NO2排放预测模型

为了探究影响NO2排放的交通相关因素,以交通分析小区为基本单位,提取了美国洛杉矶城市的人口特征、道路网络特征、交通状况等数据,采用地理加权回归模型(GWR)分析各交通相关因素对NO2排放的影响,从而建立交通小区NO2排放预测模型。结果表明,交通小区路网密度、交通小区机动车吸引量、通勤时间在30~60 min的工作人数与NO2的排放呈正相关,表明3种影响因素的增加会造成NO2排放的增加;而交通小区在家工作的人数、慢行交通(步行、自行车等绿色出行方式)吸引量与NO2的排放呈负相关,表明适当鼓励在家工作的新型办公方式、鼓励居民出行选择慢行交通,能有效减少交通小区NO2的排放。