基于无人机遥感和集成学习的苏州市河流悬浮物浓度反演

针对单一模型容易过拟合的缺陷,通过4种不同的集成学习策略实现多种机器学习方法之间的优势互补,从而提升模型的精度和泛化性,并以苏州市为研究区,无人机采集的多光谱遥感影像和实地测量的悬浮物浓度数据为基础建立集成学习反演模型.同时,4种常用的回归分析方法和3种经典的机器学习方法被作为对比方法以探究集成学习策略的有效性.结果表明,集成学习策略能够克服单一模型各自的缺陷,显著提升遥感反演的精度和泛化性,其中表现最优的集成学习反演模型的验证集决定系数达到0.821井相比回归分析方法提升38.21%,井相比单一机器学习方法提升16.79%.此外,集成学习方法反演的绝对误差集中于较小值,其绝对误差均值和中值均优于传统方法,以期提高城市悬浮物浓度反演精度,为无人机遥感河流悬浮物浓度反演提供指导.     

基于实测高光谱数据的太湖悬浮物浓度与透明度分区

通过实地测量太湖水体的反射光谱和表层水质,利用实测数据以及水-气界面辐射传输模型计算其遥感反射率,并根据太湖的实际水质状况将其划分为3个区域,分别分析太湖总体和分区的反射光谱曲线,建立太湖不同区域水体悬浮物浓度和透明度的反演模型。结果表明,就悬浮物浓度和透明度而言,太湖3个区域中以东太湖水质最佳,贡湖、梅梁湖和竺山湖次之,南部和西部最差;对太湖进行分区研究能够更好地反应太湖水质的差异性,拟合各区域的水质状况,分区模型精度较全湖区模型高,误差也普遍较小,能够提高研究结果的可信度和可行性。     

沼液中悬浮物对乙醇发酵的影响及其絮凝处理的研究

乙醇-沼气双发酵耦联工艺的应用有望实现乙醇工业工艺废水"零排放"的目标.本研究对该耦联工艺的回用配料水——中温沼液中的悬浮物对乙醇发酵的影响进行了考察,并对其去除方法进行了确定.结果表明,沼液中悬浮物的存在会促进酵母细胞的繁殖,提高发酵速率,但副产物甘油及小分子有机酸的量大幅上升,而主产物乙醇的生成量减少,悬浮物对乙醇合成的临界抑制浓度为0.35 g·L-1(干重).采用不同的絮凝剂及絮凝方式对沼液中的悬浮物进行去除,发现絮凝剂聚合氯化铝(PAC,300 mg·L-1)与阳离子聚丙烯酰胺(CPAM,2 mg·L-1)协同处理时效果最佳,对沼液浊度、色度的去除率分别为92.4%、23.7%,所得上清液的悬浮物粒径小于2μm,PAC、CPAM的残留量分别为0.82、0.03mg·L-1.絮凝处理后消除了悬浮物对乙醇合成的抑制作用,且絮凝处理后沼液回用的发酵性能略优于离心所得沼液回用的发酵水平,达到了预期的目的.     

沈阳某污水处理厂黑色污水成因分析

针对沈阳某污水处理厂三期进水时常颜色发黑的问题,通过感官分析、常规生化指标检测、色度分析、悬浮物及沉淀物成分分析,对黑色污水与灰色污水进行了分析对比,初步确定污水变黑的原因在于水中的悬浮物含量过高,且污水中应含有铁化合物、硅酸盐及其他物质。后续对沉淀物中的无机物成分进行进一步检测或在污水发黑时段在进水管线沿程进行污染源排查,找寻污染源并进行处理。     

黄河口悬浮物浓度Landsat8 OLI多波段反演研究

黄河口海域悬浮物浓度,是研究黄河输沙和近岸水体生态环境的重要水质参数.之前的浓度反演模型主要采用一元二次函数或幂函数等单参数形式,利用2011年夏冬两季同步观测的遥感反射率和悬浮物浓度,本文给出了一种针对Landsat8 OLI传感器的两参数线性模型.该模型需两个输入参数,每个参数都是两个波段的光谱比值.结果表明:OLI传感器的近红外(波段5)光谱、以及它与蓝绿波段(波段1,2或3)的光谱比值,是黄河口海域悬浮物浓度反演的敏感波段,可用于建立单参数经验模型;除了敏感波段外,本研究的模型还用到红绿波段的光谱比值(波段4与波段3的比值),因而能够更好地表征光谱随悬浮物浓度的变化关系;其决定系数,均方根误差和平均相对误差分别为0.98,43.53mg·L~(-1)和20.97%,优于单参数经验模型,而且受误差影响小,因而更适合黄河口海域悬浮物浓度反演.     

Effects of hydrodynamics processes on phosphorus fluxes from sediment in large, shallow Taihu Lake

The turnover of phosphorus （P） in lake sediments, a major cause of eutrophication and subsequent deterioration of water quality, is in need of deep understanding. In this study, effects of resuspension on P release were studied in cylindrical microcosms with Yshape apparatus. The results indicated that there was a positive correlation between flux of suspended substance across sediment-water interface （Fss） and the wind speed, and an increasing Fss during each wind process followed by a steady state. The maximal Fss under fight, moderate, and strong wind conditions were 299.9±41.1,573.4±61.7, and 2093.8±215.7 g/m^2, respectively. However, flux of P across sediment-water interface （Fp） did not follow a similar pattern as Fss responding to wind intensity, which increased and reached the maximum in initial 120 rain for fight wind, then decreased gradually, with maximal flux of 9.4±1.9 mg/m^2. A rapid increase of Fp at the first 30 rain was observed under moderate wind, with maximal flux of 11.2±0.6 mg/m^2. Surprisingly, strong wind caused less Fp than under light and moderate wind conditions with maximal flux of 3.5±0.9 mg/m^2. Fss in water column declined obviously during the sedimentation process after winds, but Fp varied with wind regime. No obvious difference was detected on Fp after 8 h sedimentation process, compared with the initial value, which means little redundant P left in the water column after winds.     

基于不同光谱主导因子的内陆湖泊水体叶绿素浓度三波段反演模型研究

利用分层聚类法,对实测的遥感反射率进行分类,结合固有光学特征和实测的水色要素,确定每种类别遥感反射率光谱变化的主导影响因子.根据太湖、滇池、三峡库区及巢湖的地面遥感实验,将其遥感反射率分为3类,类型一的光学特性由总悬浮物和浮游藻类共同主导,类型二的光学特性由浮游藻类主导,类型三的光学特性由悬浮物主导.根据每类水体光学特征的差异,分别建立叶绿素浓度的三波段反演模型,反演的平均相对误差为23.8%,均方根误差为8.5 mg/m3,其反演精度要高于未经分类而直接建立的三波段模型.     

长江口及毗邻海区水中悬浮颗粒汞的形态分布

本文报道了1986年1月和7月份长江口海区水体悬浮颗粒态汞化学形态分析结果。长江口毗邻海区悬浮颗粒态汞含量范围1月份4.0～37.7ng·L-1,7月份0.04-14.8ng·L-1。长江有潮河段和冲淡水主轴一带水中悬浮颗粒汞的化学形态分布,其浓度和百分含量分别是:水溶态(0.003-0.008)×10～6,百分含量0.9-7.4％;可交换态(0.001-0.017)×10～6;百分含量0.4-8.0％;碳酸盐结合态(0.005-0.026)×10-6,百分含量2.4-19.5％;腐殖酸结合态(0.039-0.179)×10～6,百分含量42.1～69.3％;氧化有机结合态(0.016-0.127)×10-6,百分含量14.1-38.3％;残渣态(0.008-0.045)×10-5,百分含量4.2-18.0％。腐殖酸结合态是悬浮颗粒态汞的主体。百分含量顺序是腐殖酸结合态>氧化有机结合态>残渣态>碳酸盐结合态>可交换态>水溶态。     

考虑悬浮物吸附沉降作用的海湾放射性核素迁移数值模拟

首次建立了考虑悬浮物对放射性核素的吸附沉陷影响的海湾放射性核素迁移数值模型，并对模型进行了检验，对所建模型和先前不考虑悬浮物吸附沉陷影响的放射性核素迁移模型进行了模拟对比分析，充分体现了考虑悬浮物对核索迁移影响进去的必要性。应用本模型对大亚湾核电站诽出的放射性污染物137Cs在大鹏澳内的迁移分布状况进行了模拟分析，其模拟结果与实测结果吻合良好，表明了本模型的可靠性，可为放射性污染源对海湾环境影响评价提供科学依据。     

遥感在近岸海洋环境监测中的应用

简要介绍了遥感在近岸环境监测中的应用,重点介绍了悬浮物质、叶绿素等水环境要素遥感监测及国内外进展,并就目前近岸环境遥感监测中存在的问题和未来的发展趋势提出了一些看法。