基于BP人工神经网络的城市PM2.5浓度空间预测

针对PM2.5日均质量浓度,采用BP人工神经网络模型,预测研究区空气中PM2.5浓度的空间变异,通过与普通克里格(Ordinary Kriging)插值方法对比验证BP人工神经网络预测模型的精度.结果表明:BP人工神经网络预测模型下研究区检验样本点位置的PM2.5仿真浓度与观测浓度之间的均方差、平均绝对误差、平均相对偏差和相关系数分别为0.296 μg2/m6、0.412 μg/m3、1.650％和0.851;而与此同时,普通克里格插值方法下的对应结果分别为1.041 μg2/m6、0.689 μg/m3、11.910％、0.638.研究成果在肯定BP人工神经网络预测模型可用于揭示PM2.5浓度空间变异特征的同时,也证实了其相对于普通克里格插值方法在固定空间点位准确预测PM2.5浓度方面的优势.     

膜生物反应器中生物膜的生长特性

实验采用经甲苯培养驯化而成的单一假单胞菌菌种,通过分析平板式生物膜反应器内,不同阶段假单胞细菌生物膜干重、厚度、活性生物量和生物种群分布的变化,研究生物膜特性与降解效率之间的关系。实验结果表明,在挂膜初期生物膜迅速生长,生物量以及生物膜干重增长很快,有利于甲苯及营养物质的传输,降解效率也快速提升。随着生物膜的生长,生物量及干重也逐步增加,厚度逐渐增加使传质阻力不断增大,生物膜上层微生物的有机底物供应不足,使生物膜上层结构稀疏,最终维持一个甲苯的总传输量与生化降解量的平衡,生物量的生长与衰亡也达到动态平衡,形成了一个较高且稳定的降解效率。     

基于EFDC和WASP模型的突发水污染事故影响的预测预警

近年来,我国突发水污染事故频发。长江作为我国最重要的水源地,其水质安全受到沿江众多化工企业可能突发污染事故的威胁。因此,开展南京化工园突发水污染事故影响的预测预警研究意义重大。基于EFDC和WASP模型,建立了南京化工园突发水污染事故影响的预测模型,并以龙翔甲苯罐区泄漏为例进行了事故情景模拟。研究表明：所建的预测模型能够对南京化工园突发水污染事故后污染物的水环境行为进行快速的模拟和预测,并且能够在地理信息系统的图层上以动画的形式实时展示事故影响的范围和程度,可以为南京化工园突发水污染事故的预警应急提供决策依据;基于EFDC构建的二维水动力模型能够较为准确地反映研究区的水动力情况;事故情景中排放的甲苯在研究江段能够较快地稀释扩散,挥发作用对甲苯的衰减过程影响显著,平水期比枯水期更有利于水体中甲苯的衰减     

面向突发性水污染事件的三维可视化系统

针对突发性水污染事件的突发性、复杂性与潜在的次生衍生危害等特点,设计并开发了面向突发性水污染事件的三维可视化系统。对建设三维可视化系统的需求进行了分析,提出了系统的四层体系结构,基于三维地理信息系统World Wind组件,采用三维可视化环境建模、海量数据缓存机制以及基础地理信息集成等信息技术,开发了系统的基本应用与高级应用,将系统应用到2005年发生在松花江流域的突发性水污染事件中。实例表明:所设计的三维可视化系统具有集成性、可扩展性和较好三维表现力等特点,支持海量数据与复杂应用的集成与三维展示,为突发性水污染事件的空间模拟和决策支持提供支撑。     

基于GIS和组合赋权法的农村生态功能适宜性评价及管制分区

在村级土地利用规划过程中进行生态功能适宜性评价,以了解农村生态质量状况、明确农村生态功能适宜程度及空间分布,为村级土地利用规划中土地利用方向的确定和空间布局的划分提供科学的生态适宜依据,从而更好地协调农村发展建设和生态环境保护的关系有着至关重要的作用。以岩南村为例,开展了农村生态功能适宜性评价及应用研究。以高分辨率航空影像为数据源,从地形条件、土壤资源、生物资源、水资源、人类干扰5个方面建立了评价指标体系;利用组合赋权法确定各评价因子的权重值,构建了生态功能适宜性评价模型;以栅格为评价单元,在GIS支持下,对岩南村进行生态功能适宜性评价。并根据评价结果划分了生态功能适宜等级,制定了分区管制措施,提出了土地利用建议,旨在为岩南村土地利用规划提供指导     

基于GIS和生态位适宜度模型的园地适宜性评价——以湖北宜昌市夷陵区为例

生态位适宜度是对经典生态位理论和方法的深化与发展,在合理优化和发挥作物、环境最大共生效应,及农业结构调整和布局中具有重要的理论和实际意义。以宜昌市夷陵区园地为研究对象,将生态位适宜度模型引入到适宜性评价研究中,构建了5个因素12个因子的指标体系并提出了语言型、阈值型和空间型指标的量化方法,采用加权求和与限制因子模型对各评价单元柑橘的生态位适宜度值及限制因子进行了定量分析。结果表明：研究区生态位适宜度值整体较高,最大值达0.893,生境条件基本能满足柑橘的生长发育需求;园地适宜性评价结果以2级为主,所占面积达41.34%,1级地也达到21.58%;限制该地区园地生产潜力的生态因子主要为：土壤质地、冷月平均气温和道路通达度。同时,丰富了土宜评价的理论和方法体系,能直接指导农业生产实践、促进园地的合理开发利用与管理     

基于GIS的可视化土质边坡稳定性分析系统研究

结合GIS空间数据分析能力与极限平衡法开发了可视化的土质边坡稳定性分析系统GiSlope,介绍了边坡几何模型、外荷载与加筋结构模型、滑动面及地下水位线模型等分析模型的可视化建立过程,阐述了计算分析的设定、任意形状滑动面土条条分方法以及计算参数的确定方法。通过对几个典型实例的分析与国内外商业软件计算结果的对比,验证了系统计算的正确性和可靠性。     

基于情景模拟的城市社区暴雨内涝灾害危险性评价

以上海市普陀区金沙居委地区为例,运用情景分析方法开展了城市社区尺度的4种排水条件下8种重现期暴雨的32个内涝灾害危险性情景模拟、分析与评价,结果表明:①各种情景的暴雨内涝危险性均主要集中在研究区中部的金沙新村和解放村,但危险性程度和影响范围随着排水量的增大而减小,随着暴雨强度的增大而增大;②随着暴雨强度的增大,高危险性面积在4种排水情景下均呈增大趋势,中危险性面积除在0mm/h排水情景下呈持续减小的趋势外,其余均呈持续增大的趋势,低危险性面积在18mm/h和36mm/h排水情景下呈持续减小趋势,在0mm/h和50mm/h排水情景下分别呈持续增大和先增后减的趋势;③随着排水量的增大,高危险性面积在各种重现期暴雨情景下均呈现持续减小的趋势,中危险性面积呈现持续减小和先增后减两种趋势,低危险性面积则无明显的变化趋势;④随着排水量的增大,暴雨内涝的中危险性(超过15cm)发生概率由100%降低为6.8%,高危险性(超30cm)发生概率由26%降低为0.8%。     

GIS网络服务区分析在重庆市主城区夜间施工噪声投诉处置中应用

通过对重庆市主城区夜间施工噪声投诉处置现状分析,以主城区道路交通网络、环境监察机构分布等数据专题建模,采用G IS的网络服务区功能的分析结果,提出车辆调度合理化建议方案,为环境监察部门的夜间施工噪声投诉处置车辆部署调度提供辅助技术支持。     

基于GIS的汕头市城市综合防灾系统的研究方案及实施框架

在研究汕头市地震、风、洪潮、火等多种灾害的危险性、成灾模式和损失估计的基础上,应用地理信息系统(GIS)技术建立可视化的计算机综合防灾系统,可以提高城市的防灾能力。本文针对基于GIS的城市综合防灾系统的建立,提出了较为具体的研究方案和实施框架,便于课题组各项研究工作的开展和统一。