城市空气质量的EOF展开及其与气象因子的CCA分析——以南京市为例

以南京市城区夏季情况为例,利用1996—1998年SO2、NOx、TSP日平均浓度资料,从空气污染物超标率原始序列出发进行EOF(经验正交函数)展开,分析了南京市大气污染静态状况及动态演变特征。还采用各测站SO2浓度与同期气象资料进行CCA(典型相关分析)的方法,比较了各气象因子对污染物浓度的影响大小。     

基于人工神经网络的城市用水需求组合预测

城市用水需求预测是涉及到诸多要素的复杂系统预测问题。为了减少简单外推法预测所带来的误差,通过在训练BP神经网络时自动调整学习步长和添加动量项修正神经单元之间的权重,既提高了神经网络的收敛速度,又抑制了神经网络限于局部极小现象的发生;然后使用改进的BP神经网络寻找多元回归预测、径向基函数(RBF)神经网络和改进BP神经网络3个单项预测的最佳组合,来综合各项独立预测所包含的信息,并以条件假设按照参考、高、低3个方案预测分析某城市的用水需求情况,说明这种基于人工神经网络的组合预测方法在预测城市用水需求量时是一个准确高效的方法。     

估计震源破裂模型的经验格林函数法

用经验格林函数法模拟断层破裂过程,合成近场地面运动,并通过合成结果和真实记录的时程曲线、反应谱、傅氏谱的对比,估计断层破裂模型。     

新疆极端降水概率分布特征的时空演变规律

依据新疆地区53个雨量站1957-2009年日降水资料,根据研究需要,定义了8个极端降水指标。运用K-S法确定降水指标最适概率分布函数,确定10年一遇极端降水量值;在此基础上,采用Copula非参数估计方法,通过Akaike information criterion(AIC)法确定两降水指标联合分布函数,系统分析1980年以后极端降水单变量极值及降水极值二维联合概率分布特征变化的时空演变特征,研究结果表明:①新疆有湿润化趋势,北疆湿润化趋势比南疆显著;②从降水天数和极端降水天数角度来看,新疆极端强弱降水同时出现的概率减小,从极端降水雨量和强度来看新疆中部、南疆西部、北疆东部及北部极端强弱降水同时出现的可能性减小,而天山西部与南疆北部的可能性增加;③1980年后新疆地区发生涝的概率增大,发生旱的概率减少。     

城镇化进程中用水量增长的门槛效应与动态作用机制分析

城镇化是发展中国家21世纪的主要发展趋势,在很大程度上主导着人口、经济和产业结构等各方面的转变,成为拉动用水量增长的关键因素。城镇化进程中城镇居民收入、人口结构、人口密度和人力资本等因素的变化,使得城镇化并非表现为线性发展规律,最终导致用水量也存在相应的门槛效应并呈现阶段性增长特征。本文首先对我国各地区城镇化水平和用水量进行统计分析,从地区层面直观描述我国城镇化水平和用水量的变化特征,然后采用面板门槛模型研究城镇化、城镇居民人均收入、人力资本、城市人口密度和人口年龄结构对于用水量的门槛效应,搜寻在城镇化进程中各人口因素对用水量影响的门槛点并分析阶段性变化特征,最后结合PVAR模型研究城镇化进程中各人口因素对用水量的动态影响和作用机制。门槛回归结果发现:城镇化对用水量的影响具有明显的阶段性特征,分别以城镇化和人均收入为门槛变量,超越门槛点后城镇化对用水量的弹性系数分别呈现先升后降的倒"U"型和先降后升的正"U"型变化趋势;以人力资本为门槛变化量,城镇化对用水量的拉动作用则不断减弱。脉冲响应结果显示:城镇化对用水量具有长期且稳定的正向冲击,而居民收入和人口年龄结构对用水量的正向冲击则逐渐收敛于零,人口密度和人力资本对用水量均具有负向冲击,且人口密度的负效应不断增强,而人力资本的负效应不断减弱。方差分解的结果表明,目前我国用水量的增长受自身的影响较大,除年龄结构外,人口密度、居民收入、人力资本和城镇化也具有小规模的贡献程度。     

长江中下游地区气象干旱特征

长江中下游地区是中国重要的粮食生产基地,在当前全球气候变化的背景下,旱灾将直接影响该区域人民的生产生活和国家粮食安全。基于标准化降水指数（SPI）,采用1961-2015年的中国地面降水月值0.5°×0.5°格点数据集,通过游程理论定义气象干旱事件,并获取了描述干旱事件特征的三个变量：干旱历时、干旱烈度和烈度峰值。指数函数和伽马函数分别用来拟合干旱历时和干旱烈度的边缘分布,Clayton Copula函数用来构建干旱历时和干旱烈度的联合分布。在此基础上,分别用常规单变量和基于Copula双变量的频率分析方法探讨55年来长江中下游地区干旱事件在不同时间尺度下的空间特征。结果表明：（1）不同时间尺度下,长江中下游地区的干旱特征空间格局存在一定的差异,最严重的干旱主要发生在长江下游地区; （2）不同时间尺度的干旱历时和干旱烈度均呈正相关,即较严重的干旱事件通常持续更长的时间;（3）鄱阳湖流域和长江干流下游的北部干旱风险较高,而陕西南部、河南南部、湖北大部和湖南的中北部干旱风险较低。研究结果可为长江中下游地区水资源的科学管理和干旱灾害的风险评估提供理论依据。     

RBF神经网络氧化沟系统出水氮磷预报模型

为定量模拟污水处理系统进水及出水水质参数数学关系,为污水处理系统的智能反馈控制奠定理论基础,文章以河南漯河市污水净化中心氧化沟系统为考察对象,采用径向基函数(RBF)神经网络对其模拟分析,建立了氧化沟系统出水TN、TP预报的RBF网络模型。建模过程采用的主成分分析与聚类分析有效挖掘了样本信息,采用的数据预处理方法缩减了模型误差。模型性能及灵敏度检验表明,建成的模型对出水TN、TP预报准确率分别达到90%、70%,相关性检验系数分别达到0.95和0.89,可用于该系统出水TN、TP预报,为系统在线控制提供指导。研究同时表明,RBF神经网络由于克服了误差反向传播(BP)网络收敛慢、局部极值等缺点,在水处理系统模拟及其反馈控制中,具有巨大的应用潜力。     

熵权物元分析法在辐射环境监测优化布点中的应用

应用物元分析理论和熵权法,建立了辐射环境监测优化布点的理论模型并应用于实际,对辐射环境监测布点方法作了改进。     

森林类型对土壤表层有机碳空间异质性的影响

对西南山地阔叶林区的天然阔叶混交林、天然次生林和人工柳杉林的土壤表层有机碳（SSOC）进行了测定,并用地统计学理论构建了3种亚热带森林生态系统在小尺度上的SSOC半方差理论模型。结果表明,不同森林生态系统间SSOC含量差异性显著,表现为天然阔叶混交林>天然次生林>人工柳杉林,SSOC含量与土壤含水率、容重、孔隙度和有机质相关性显著;天然阔叶混交林的SSOC空间相关性最强,次生林次之,人工林较弱;天然阔叶混交林SSOC在45°方向上空间变异最明显,天然次生林和人工林在各个方向上的变异均较弱;天然阔叶混交林SSOC的等值线较密,梯度变化急剧,天然次生林次之,人工林等值线稀疏,梯度变化不明显。总之,不同森林类型对SSOC含量和分布有着重要影响。     

基于模糊理论的流域土壤侵蚀量计算

基于土壤可蚀性因子、地形因子、植被覆盖因子等的模糊性、不精确性,运用模糊理论将这些影响因子定义为三角模糊数。在此基础上,通过将确定性USLE模型参数模糊化,建立了流域土壤侵蚀量计算的模糊USLE模型。实例研究表明,以模糊理论计算流域土壤侵蚀量,理论上是可行的,计算结果是可信的。