基于ACE法和模拟退火算法的土层等效参数反演

提出了一种基于ACE法和模拟退火算法的土层参数反演方法:一方面先用均匀试验构造出输入数据与输出数据,再利用ACE非参数回归方法构造两者之间的高效响应面,然后通过响应面关系进行插值运算来得出对应参数的响应值;另一方面根据响应面的关系构造出反演目标函数,利用模拟退火法对目标函数进行寻优计算,从而能避免寻优过程中的目标函数值...     

长江干流表层水体悬浮物的空间变化特征及遥感反演

总悬浮物(TSM)是描述水体光学特性和污染程度的一个重要参数,利用遥感技术准确获取面状水域悬浮物浓度的信息,可有效地对水体浑浊程度、污染程度等信息指标进行高效监测分析,解决观察范围小、不方便以及数据获取难等难题.以野外实测水体高光谱数据和悬浮物浓度及其组分等数据,参照MODIS(1～4波段)、Landsat 8(1～5波段)、Sentinel 2(2～6波段)和HJ-B1(1～4波段)等常用波段范围,构建长江干流(重庆-上海段)水体TSM的半经验模型,从而检验、比较常用卫星对河流水体TSM的反演潜力.结果表明:(1)枯水期长江干流浊度和TSM从重庆到上海整体程增加趋势,相反有机悬浮物浓度在总悬浮物浓度中所占的比例(OSM/TSM)从重庆到上海整体呈现较小趋势.(2)水体光谱曲线基本没用叶绿素a的光谱特征(700 nm附近的反射峰),而是展现出悬浮物浓度占主导因素的双峰型光谱特征.由于水体中悬浮物浓度较低(<114.68mg·L^-1),第一峰值明显高于第二峰值,但反射峰位置具有明显的向波长方向移动的"红移"现象.(3)长江干流水体的反射率对悬浮物浓度最敏感的波...     

基于GWR模型的天山北坡经济带PM2.5浓度反演及时空特征分析

构建PM_(2.5)浓度与相关因子的关系模型已成为获取干旱区经济带连续变化PM_(2.5)浓度数据的有效手段之一。本文以天山北坡经济带为研究对象,基于PM_(2.5)浓度监测数据、中分辨率成像光谱仪(moderate-resolution imaging spectroradiometer,MODIS)的气溶胶光学厚度数据(aerosol optical depth,AOD)和气象数据,利用地理加权回归模型(geographically weighted regression,GWR)反演了研究区2018年3～11月PM_(2.5)浓度,进而分析其时空变化特征。结果表明:(1)相比多元回归模型(multiple linear regression,MLR),GWR模型在天山北坡经济带的PM_(2.5)浓度反演效果更优,决定系数R2、平均绝对误差MAE和均方根误差RMSE分别为0.897、4.569μg/m~3和5.627μg/m~3,明显优于MLR模型的0.819、5.825μg/m~3和7.731μg/m~3;(2)天山北坡经济带PM_(2.5)浓度在月尺度上呈"凹字型"变化特征,其中11月最高,达到59.50μg/m~3,3月和10月次之,9月最低,仅为17.92μg/m~3;在季节尺度上表现出秋季(9～11月)春季(3～5月)夏季(6～8月)的变化特征,其中春季呈波动下降趋势,夏季总体维持在较低水平,秋季呈急剧上升趋势;(3)在空间分布上,研究区PM_(2.5)浓度呈现出"东高西低"的特征,峰值出现在乌鲁木齐附近,说明经济带东部地区PM_(2.5)污染相对严重,尤其是乌鲁木齐。     

新冠肺炎封城对南京污染排放的影响

2020年初新冠肺炎疫情爆发以后,为了有效防止疫情扩散和蔓延,全国主要城市都相继停工停产,人类活动和污染排放强度大幅降低.本文针对新冠肺炎爆发前后南京地区污染排放变化,利用南京及周边地区的逐时污染观测资料,基于在线区域化学传输模式WRF-Chem和集合平方根滤波同化系统,在同时同化污染物浓度初始场和污染源排放的框架下,在1 km的高分辨率条件下进行了逐时同化实验模拟.结果表明,由于疫情管控,2月南京市区的PM_2.5气溶胶和NO源排放分别较1月减少4.4%和30%,减少的区域主要位于工业区和南京城区.该结果显示同化系统在反演高时空分辨率的污染源方面具有很好的潜力.     

卫星遥感反演京津冀地区2011-2017年氮氧化物污染变化

基于POMINO AMFv6反演构架和高分辨率WRF-CMAQ模拟资料重构DOMINO v2大气质量因子,开发了京津冀地区高精度NO₂对流层垂直柱浓度卫星数据,并结合反演模型分析了研究区域2011-2017年NO₂柱浓度及重点城市NO_x排放强度的时空演变.2011-2017年间,京津冀地区NO₂柱浓度在北京-天津-唐山及石家庄-邢台-邯郸形成两个核心污染高值区,保定、廊坊、秦皇岛、沧州和衡水分布于东南部的污染背景中,构成污染次高值区,而位于西北部的张家口和北部的承德相对较为清洁,仅在对应的市辖区出现局地污染峰值.京津冀地区柱浓度平均水平在2011-2017年间下降了27.2%.2011-2013年间北京、天津、唐山和石家庄市的NO_x平均排放强度分别为108.3、139.5、241.4和178.6 mol·s^-1,而2015-2017年间下降至98.0、108.2、197.6和85.8 mol·s^-1.基于卫星遥感手段的综合分析表明,2011-2017年期间京津冀地区NO_x污染状况得到明显改善,但各个城市的改善程度存在差异,其中北京、唐山NO₂柱浓度降幅明显低于污染核心高值区的其他城市,在下一阶段制订治理方案时应重点考虑.     

基于Landsat 7的武汉市热岛效应研究

城市化使得城市数量和规模不断增加,城市作为人类对自然环境改造最为剧烈的部分,具有独特的区域环境,其中城市内部温度显著高于周边郊区的热岛效应是一个突出的城市环境问题,受到了普遍关注和研究。武汉市是长江中游特大城市,城市热岛效应明显,但对其研究很少。利用Landsat TM6波段数据,生成武汉市城市亮温场,分析了武汉市热场的分布、大小,利用亮温场均值、方差和相对温度评价城市热岛强度,并对城市热场的范围及强度变化与城市发展规模及方向进行了分析,取得了较好的效果。     

历史演变法原理与演变曲线板

根据杨鉴初的历史演变法原理，对苏皖沪（３０°～３６°Ｎ，１１５°～１２５°Ｅ）１９７１ ～１９９７ 年最大震级（ ＭＳ） 形成的时间序列，先进行迭次平滑，再据这些逐趋光滑的地震活动历史演变曲线的外形特征及数值，找出它们之间的联系规律与各自的变化规律：超前性、近似性、准对称性与渐变性。并根据这些规律性制成时间序列演变曲线板：近似板、旋转板与折迭板，对逐年最大震级进行外延验证，以及对１９９８ 年的最大震级做出预报。结果表明：用演变曲线板量取的时间序列外延预报值，与实况的差值都能小于｜０ ．５｜ 级。