北京平原区城乡结合部燃煤散烧及污染物排放量估算

利用2013年秋季(8─10月)多景镶嵌的高分辨率遥感卫星数据,解译得到2013年北京市平原区居住平房的空间分布及面积,并结合典型区实地调查,细化平房面积. 在此基础上,利用调查统计数据(包括平房面积、散煤与蜂窝煤用量等指标)估算了居住平房区散煤和蜂窝煤用量,并结合相关文献调研的无烟煤排放因子,测算北京平原区平房燃煤PM、SO₂、NO_x、PAHs、BC(黑碳)和OC(有机碳)的排放量. 结果表明:2013年在北京城市发展新区,居住平房分布较为集中,并且燃煤总量最大,达到225.3×104 t,特别是房山、顺义和通州,三者均在3.5×105 t以上;在城市拓展区,居住平房密度相对较小,但燃煤总量相对较大,为79.4×104 t. 北京市平原区(不包括核心区)居住平房燃煤消耗共排放PM、SO₂、NO_x、BC、OC、PAHs分别为 4 882.1、14 200.0、7 614.9、18.0、132.3和0.5 t. 位于北京西南、东南部的房山、大兴和通州等地大气污染排放水平较高,其中房山区的PM和NO_x排放量最高,分别达到760.5和1 162.6 t. 针对城市发展新区和生态涵养区每年高达3.0×106 t的高用煤量和3 000 t以上颗粒物的高排放量,应加快煤改气和集中供热建设,进一步推广清洁能源.      

基于改进的PSO优化LSSVM参数的松花江哈尔滨段悬浮物的遥感反演

悬浮物是松花江水质和水环境评价的重要参数之一.利用在松花江哈尔滨段江面上29个采样点的实测高光谱和悬浮物浓度数据,用20个采样点数据为训练集,9个采样点数据为测试集.将机器学习和全局优化智能计算方法引入,应用改进的粒子群(PSO)优化最小二乘支持向量机(LSSVM)参数,以均方根误差RMSE为适应度函数,根据迭代得到LSSVM最优参数值,用700 nm和750 nm光谱反射率比值(R700/R750)为特征变量,悬浮物数据为目标变量,用训练集数据训练得到反演模型,使用测试集数据进行验证.结果表明,此模型收敛速度快,精度高,得到预测值的均方根误差RMSE为10.11 mg·L-1,平均绝对百分误差MAPE为10.72%,模型决定系数R2为0.952,该方法可用来对其它水质参数反演预测提供参照.     

基于远程在线监控车载终端的柴油车NOx排放等级诊断研究

远程在线监控车载终端集成了远程通讯模块、卫星定位模块、发动机OBD信息解析模块,能够实时读取车辆排放相关运行信息,但无法直接判断车辆NO_x排放情况.为了快速、准确地评估车辆排放情况,诊断和监测NO_x高排放车,同时为了克服有些重型柴油车监测数据中缺失进气流量、燃油流量、车速等重要的实时信息,无法计算出车辆NO_x排放因子的问题.本文提出了由NO_x浓度分布特征驱动的高排放重型柴油车识别算法,通过远程在线监控车载终端设备获取车辆的发动机信息和SCR系统运行信息,运用NO_x浓度分布计算车辆每天NO_x排放浓度占比,通过系统聚类法对车辆NO_x排放浓度占比进行聚类,结果聚为优、良、中、差4类.利用车辆NO_x排放浓度区间分布及其聚类结果分别作为训练集的输入和输出,选择BP神经网络作为训练算法,训练获得的模型分类准确率为90%,利用训练好的模型判断在用柴油车NO_x排放等级,从而识别及监测NO_x高排放车辆.研究结果可为柴油车NO_x高排放诊断及监测提供依据,有助于监管部门能够快速识别NO_x高排放车辆.     

近50a来中国阿尔泰山冰川变化——基于中国第二次冰川编目成果

利用"中国冰川资源及其变化调查"项目最新冰川编目成果和中国第一次冰川编目结果,对中国阿尔泰山冰川近50 a变化进行分析。结果表明,1960至2009年期间,中国阿尔泰山地区冰川普遍退缩,冰川数量、面积与冰储量分别减少116条、104.61 km²和6.19 km³。与中国其他山系冰川变化相比,阿尔泰山冰川面积年平均减少率最大,是冰川退缩最强烈的地区。阿尔泰山冰川在各个朝向均呈退缩趋势,其中朝北向冰川条数与面积减少大于其他朝向,朝西向冰川变化最小。2 400~2 600 m、2 600~2 800 m和3 000~3 200 m三个海拔区间冰川条数和面积均呈减少趋势,其中2 600~2 800 m冰川退缩最为显著。冰川变化呈现出区域差异性,布尔津河流域冰川数量和面积减少最多,但在其他流域冰川条数减少与面积减少并没有保持一致性,小冰川大规模退缩(或消失)是导致阿尔泰山地区冰川变化区域差异的主要原因。阿尔泰山地区冰川退缩与气候变化关系密切。对研究区4个气象台站5-9月平均气温和10-4月降水变化分析表明,自1960年代以来,阿尔泰山地区5-9月平均气温显著上升,气温上升导致的冰川消融在一定程度上抵消了固态降水增加对冰川的补给。     

用TM影像进行湖泊水色反演研究的人工神经网络模型

利用人工神经网络技术进行了湖泊水色遥感的反演研究,在同步实验的基础上了构造了包含一个隐含层的BP神经网络模型,利用TM卫星影像反演悬浮物、COD_Mn、溶解氧、总磷、总氮和叶绿素浓度反演精度较高,相对误差基本在25%以下,同时分析了该人工神经网络反演模型的误差来源,改进措施以及应用前景.研究表明,在进行小规模的同步监测的基础上,此模型可用于湖泊水质调查、分析和评价.     

华北低平原区降水与坑塘蓄水响应关系研究——以河北省南皮县为例

华北低平原区淡水资源短缺,坑塘水等非常规水资源的开发利用日益重要。明确坑塘蓄水在不同降水年型下作为灌溉水源的保障能力,研究该区域降水与地表坑塘蓄水的响应关系,对于农业多水源联合利用具有重要意义。论文以华北低平原区河北省南皮县为研究区,通过Cl^-和稳定同位素平衡法,计算了南皮县雨季降水对坑塘水的补给份额,并基于2013—2015年间的3期Landsat TM遥感数据,采用改进的归一化差异水体指数提取坑塘信息,分析不同降水年型下南皮县坑塘的蓄水能力及灌溉潜力。结果表明：坑塘蓄水除了接受地下水的补给,主要接受降水的补给,丰水年雨季降水对微小型、中小型坑塘的补给比例约占74.3%~86.0%,对大型坑塘的补给比例不足30%;坑塘主要以小于0.5 hm²的微小型坑塘为主,不同面积等级的坑塘数量及蓄水面积与降水的变化是一致的;其中,平水年、枯水年和丰水年坑塘蓄水量分别为1.49×10⁷、0.84×10⁷、1.90×10⁷ m³,随年降水量增大而增多。研究结果可为区域坑塘水资源的合理开发利用提供理论基础。     

基于遥感技术的古城建筑风格保护性监测

文章采用高分辨率卫星遥感影像IKONOS对丽江市古城世界文化遗产的建筑风格协调性进行了遥感监测,尤其是针对古城建筑物屋顶,即城市的第五立面是否与传统民族建筑保持一致进行了目视解译。结果表明,研究区域内建筑第五立面的风格总体上表现与当地传统建筑风格相一致,但在局部区域还存在相背之处。IKONOS卫星遥感监测能快捷直观地寻找出这些相背之处,此外,该方法还能有效的从宏观到微观了解古城整体建筑风格,依据目视解译后的结果为当地生态环境保护提供修改依据。     

An assessment of the concentrations of particulate polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the aftermath of a chemical store fire incident

PM10 airborne particles and soot deposit collected after a fire incident at a chemical store were analyzed in order to determine the concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs). The samples were extracted with 1 : 1 hexane-dichloromethane by ultrasonic agitation. The extracts were then subjected to gas chromatography-mass spectrometric(GC-MS) analysis. The total PAHs concentrations in airborne particles and soot deposit were found to be 3.27 1.55 ng/m^3 and 12.81 24.37 μg/g, respectively. Based on the molecular distributions of PAHs and the interpretation of their diagnostic ratios such as PHEN/(PHEN ANTH), FLT/(FLT PYR) and BeP/(BeP BaP), PAHs in both airborne particles and soot deposit may be inferred to be from the same source. The difference in the value of IP/(IP BgP) for these samples indicated that benzo[ g, h, i] perylene and coronene tend to be attached to finer particles and reside in the air for longer periods. Comparison between the molecular distributions of PAHs and their diagnostic ratios observed in the current study with those reported for urban atmospheric and roadside soil particles revealed that they are of different sources.     

油膜波谱特征分析与遥感监测溢油

分析了海洋溢油波谱特征的测试结果，提出遥感监 煤油、轻柴油、润滑油、重柴油和原油等最佳波段。并利用ＮＯＡＡ－ＡＶＨＲＲ和ＴＭ资料，对几次海上溢油事故的油膜图象进行处理和解译，得到了较为清晰的溢油图象，并与事故现场调查结果吻合。     

Gaseous elemental mercury concentration in atmosphere at urban and remote sites in China

An investigation of gaseous elemental mercury concentration in atmosphere was conducted at Beijing and Guangzhou urban, Yangtze Delta regional sites and China Global Atmosphere Watch Baseline Observatory (CGAWBO) in Mt. Waliguan of remote continental area of China. High temporal resolved data were obtained using automated mercury analyzer RA-915 . Results showed that the overall hourly mean Hg0 concentrations in Mt. Waliguan were 1.7± 1.1 ng/m3 in summer and 0.6±0.08 ng/m3 in winter. The concentration in Yangtze Delta regional site was 5.4±4.1 ng/m3, which was much higher than those in Waliguan continental background area and also higher than that found in North America and Europe rural areas. In Beijing urban area the overall hourly mean Hg0 concentrations were 8.3±3.6 ng/m3 in winter, 6.5±5.2 ng/m3 in spring, 4.9±3.3 ng/m3 in summer, and 6.7±3.5 ng/m3 in autumn, respectively, and the concentration was 13.5±7.1 ng/m3 in Guangzhou site. The mean concentration reached the lowest value at 14:00 and the highest at 02:00 or 20:00 in all monitoring campaigns in Beijing and Guangzhou urban areas, which contrasted with the results measured in Yangtze Delta regional site and Mt. Waliguan. The features of concentration and diurnal variation of Hg0 in Beijing and Guangzhou implied the importance of local anthropogenic sources in contributing to the high Hg0 concentration in urban areas of China. Contrary seasonal variation patterns of Hg0 concentration were found between urban and remote sites. In Beijing the highest Hg0concentration was in winter and the lowest in summer, while in Mt. Waliguan the Hg0 concentration in summer was higher than that in winter. These indicated that different processes and factors controlled Hg0 concentration in urban, regional and remote areas.