室内多区域气载颗粒物动态行为研究Ⅰ:定性分析

采用状态空间法预测多区域室内环境中颗粒物的动态传输过程;在状态空间模型里,通过矢量、矩阵等概念,刻画颗粒物演化规律的微分方程组以状态方程的形式紧凑地表示;基于状态空间法的解析解,对气载颗粒物的动态传输特性进行了详细的定性分析。通过定性分析表明系统的原点平衡状态是渐进(李亚普诺夫意义下)稳定的;导出了计算系统最小衰减率的公式,该公式将系统矩阵的特征值与最小衰减率直接联系起来;进一步分析了系统参数对衰减率的影响,分析表明可以定义一个新的综合去除系数。     

北京市细颗粒物时空分布及与呼吸系统疾病相关分析

细颗粒物(PM2.5)即粒径小于2.5μm的可吸入颗粒物[1],是当今中国城市大气污染的首要污染物。本研究以北京市为例,选取北京市2010年至2012年三年内采暖期与非采暖期两个不同时期的细颗粒物(PM0.3,PM0.5,PM1)实测数据,及同时期北京市患呼吸系统疾病人数数据,运用地统计的空间分析方法,对获取数据进行空间化及插值研究。通过偏相关分析法对北京市细颗粒物浓度与患呼吸系统疾病人数数据进行相关分析。得出以下主要结论:①细颗粒物的空间变化明显,2010年、2011年及2012年细颗粒物浓度整体呈上升趋势,2012年三种粒径细颗粒物浓度整体高于2010年与2011年。②不同粒径的细颗粒物,对呼吸疾病的影响程度不同:在0.3μm,0.5μm与1μm三种粒径的细颗粒物中,PM1对呼吸系统疾病影响最大,偏相关系数达到0.785。     

太湖浮游藻类的后向散射分离及其叶绿素a浓度反演

浮游藻类的后向散射是水体光谱构成的重要组成部分,作为水体辐射传输模型中的重要参数,高精度的藻类后向散射系数对水体叶绿素a浓度的遥感反演精度至关重要。本文以简化的辐射传输模型-生物光学模型为基础,尝试性分离了太湖浮游藻类的后向散射系数。通过藻类后向散射规律分析,建立了浮游藻类吸收、后向散射特征的叶绿素a反演模型,改善了叶绿素a浓度的遥感反演精度。分析表明：藻类颗粒物的后向散射系数与吸收系数之间存在反比关系,且在560 nm、700 nm附近存在明显的散射峰,与叶绿素a浓度之间相关性显著;低密度藻类水体总悬浮颗粒的后向散射以非色素颗粒为主导,适合采用经典的指数模型模拟后向散射系数,而藻类密度较高的富营养化水体,水体总悬浮颗粒的后向散射以藻类颗粒为主导,传统的指数模型已不适用;采用分离藻类后向散射系数的方法,使得叶绿素a浓度的反演值与真实值相关系数从0.66提高到0.98,相对误差从55%降低到38%,均方根误差(RMSE)也由60.95 μg/L降低至13.98 μg/L。其真实性检验表明,与经典指数模型方法相比,利用藻类颗粒后向散射分离方法反演叶绿素a浓度,能够显著改善反演精度。     

面向智能导游的室内外定位方法研究

智能导游是基于游客位置的路径引导、游览讲解的综合性服务,与地理信息系统(GIS)、移动定位技术、基于位置的服务(LBS)等之间有着密切的联系。目前,室外定位技术已趋于成熟,但是无法满足室内定位的要求,因而室内外一体化定位在智能导游领域的应用亟待研究。本文将室内外定位引入到景区智能导游服务中,在调研室内外定位技术的基础之上,根据景区智能导游系统中室内外定位的具体需求,研究基于全球定位系统(GPS)和超宽带技术(UWB)的室内外组合定位方法,提出基于游客行为与空间状态的室内外组合定位模式,通过探测游客的运动状态实现定位切换算法,构建基于GPS与UWB的室内外组合定位平台。     

西安大气细颗粒(PM_1)化学组成及其对能见度的影响

在2012年秋季选取天气状况相对稳定的12d,运用细颗粒化学组分在线观测仪(ACSM),观测西安大气颗粒物变化;利用正矩阵因子分析法(PMF)对大气细颗粒物中的有机物进行源解析,探讨其对能见度的影响;最后,结合IMPROVE公式中吸湿增长因子和多元线性回归统计方法重建散光系数。结果表明:在观测时段,PM1(不包括黑碳和矿尘等难熔组分)和PM2.5质量浓度时间序列的相关性较好(判定系数为0.67),PM1约占PM2.5质量浓度的60%,有机物约占PM1质量浓度的58%,其他组分(包括SO2-4,NO-3,NH+4和Cl-)约占42%;高相对湿度(大于85%)伴随着一次组分质量分数的增加,雨水对一次组分的湿沉降作用也更加明显;利用正矩阵因子分析法对有机物进行源解析,分解出烃类有机气溶胶(HOA)和氧化性有机气溶胶(OOA)两种组分;OOA约占有机物质量浓度的54%,HOA约占46%,并且在下午时段,HOA发生挥发,经过光化学反应快速转化为OOA;硝酸盐对光的散射贡献最大。     

雷州湾海域悬浮物浓度遥感监测研究

以雷州湾为研究区域,利用光谱仪进行水体遥感反射率的测量和同步水样采集分析,通过研究悬浮物质量浓度与遥感反射率之间的相关性,采用波段比值法建立了悬浮物质量浓度的遥感反演模型,并利用2011年4月11日的HY-1B数据反演了研究区域的悬浮物质量浓度,得到其空间分布图。结果表明,所建立的悬浮物遥感反演模型,仪器现场遥感值与实验室实测值的平均相对误差为14.94%。利用HY-1B数据绘制了雷州湾海域悬浮物质量浓度的空间分布图,其反映的浓度值变化有待进一步验证。     

鱼虾混养池中蓝藻群落结构及其微囊藻毒素含量变化

对广东省中山市三角镇的低盐度鱼虾混养池进行连续采样分析,结果表明,混养池中的蓝藻主要有螺旋藻(Spirulina sp.),鱼腥藻(Anabaena sp.),颤藻(Oscillatoria sp.)、铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)等,其中盐泽螺旋藻的优势度为0.52~0.73。蓝藻是水体中的优势微藻种群,蓝藻细胞数量占微藻细胞数量的88%~99%,蓝藻细胞数为0.99×10~9~5.89×l0~9 cell/L。混养池微藻多样性指数(H’)为1.16~2.49,养殖水体处于中度污染状态。溶解性无机氮的质量浓度为0.13~2.30 mg/L,正磷酸盐质量浓度为0.25~2.39 mg/L,化学需氧量的质量浓度为1.94~13.79 mg/L。微囊藻毒素(MC-LR)在水中质量浓度为0.18~0.79μg/L。蓝藻细胞数量与化学需氧量之间呈显著的正相关关系,表明蓝藻的生长情况与养殖池中的有机污染程度有密切联系,低盐度的富营养化的水体能促进蓝藻的生长,成为微藻群落中的优势种群。MC-LR的质量浓度与蓝藻细胞数量之间无显著相关。     

MS-222和苯唑卡因麻醉后罗非鱼血清电解质变化及其与红细胞数的相关性

分别用3个浓度梯度的MS-222和苯唑卡因对(6.05±1.71)g的尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)进行6 h浸泡式麻醉,抽取尾部静脉血,研究血清中K~+、Na~+、Cl~-、Ca~(2+)等4种无机离子水平变化以其与红细胞数的相关性。结果表明:1)随MS-222质量浓度的升高,血清中K+浓度呈持续下降趋势,Na+浓度保持相对稳定,Cl-浓度逐步升高,Ca~(2+)浓度呈现出峰谷式波动,各离子浓度变化与红细胞数之间相关系数绝对值大小依次为Cl-(0.911 6)、K+(-0.551 9)、Na~+(0.337 5)、Ca~(2+)(0.208 9),红细胞数升高的同时发生了Cl-外流;2)随苯唑卡因质量浓度的升高,血清中K~+浓度呈峰谷式波动,Na+浓度亦保持相对稳定,Cl-浓度呈现小幅波动,Ca~(2+)浓度基本呈下降趋势,离子浓度与红细胞数之间相关系数绝对值大小依次为Ca~(2+)(0.970 1)、Na~+(0.315 2)、Cl~-(0.265 3)、K~+(-0.049 9),红细胞数降低的同时发生了Ca~(2+)内流;3)两种药物处理后,离子之间的相关性大小次序基本一致,均为K~+-Na~+最高,其次是K~+-Cl~-和Na~+-Cl~-。     

基于GPRS无线传感网的大气C02浓度采集系统研究与设计

针对实现大气中二氧化碳浓度的及时快速采集,设计了基于GPRS无线传感网的大气二氧化碳浓度采集系统,系统分为数据采集终端、GPRS无线传输网络和数据中心3部分.数据采集部分主要由单片机、高精度二氧化碳传感器、GPS模块、GPRS模块和液晶显示模块组成,负责采集二氧化碳浓度和采集点地理定位信息;无线传输网络部分由GPRS模块接入到GPRS网络,再登陆到Internet网络与检测中心服务器建立TCP网络连接,负责将采集到的数据传输给数据中心;数据中心主要是接受GPRS网路传输过来的数据,并将数据进行处理、显示和录人数据库.采集系统能摆脱数据采集时地理位置和天气条件上的局限性,使检测工作变得更及时方便准确.     

基于GPRS无线传感网的大气CO2浓度采集系统研究与设计

针对实现大气中二氧化碳浓度的及时快速采集,设计了基于GPRS无线传感网的大气二氧化碳浓度采集系统,系统分为数据采集终端、GPRS无线传输网络和数据中心3部分.数据采集部分主要由单片机、高精度二氧化碳传感器、GPS模块、GPRS模块和液晶显示模块组成,负责采集二氧化碳浓度和采集点地理定位信息;无线传输网络部分由GPRS模块接入到GPRS网络,再登陆到Intemet网络与检测中心服务器建立TCP网络连接,负责将采集到的数据传输给数据中心;数据中心主要是接受GPRS网路传输过来的数据,并将数据进行处理、显示和录入数据库.采集系统能摆脱数据采集时地理位置和天气条件上的局限性,使检测工作变得更及时方便准确.     

Swarm卫星星载GPS数据质量分析

从卫星可见性、DOP值、多路径误差、信噪比等方面对Swarm卫星星载GPS实测数据的质量进行分析,并将分析结果与GRACE卫星星载GPS数据质量进行对比。结果表明,Swarm卫星的多路径效应与伪距测量噪声比GRACE卫星大;DOP值两者基本相当;Swarm卫星接收机的通道数虽少,但是其跟踪能力强于GRACE卫星。最后,利用星载GPS数据进行Swarm卫星和GRACE卫星约化动力学定轨,表明Swarm卫星的伪距和载波相位残差均大于GRACE卫星。     

成都市PM_(2.5)浓度时空变化特征及影响因子分析

近年来,空气质量问题日渐突出,大气污染已严重影响了人们的身体健康和日常生活。为了探究成都市近年来的大气污染状况,分析大气颗粒物浓度的时空变化特征及其控制性因子,本文利用2016年成都市逐小时PM_(2.5)监测数据,分析成都市PM_(2.5)浓度时空变化特征,探索气象因子与城市空间形态因子(建筑错落度)对PM_(2.5)浓度变化的影响。结果表明:(1)成都市PM_(2.5)浓度的日变化特征表现为城市中心具有"单峰单谷"特征,而城市郊区日变化特征不明显。且城市中心PM_(2.5)浓度空间变化特征整体表现为由西北向东南逐渐减小的趋势。(2)从全年来看,成都市PM_(2.5)浓度与气温和风速均呈显著负相关,与海平面气压呈显著正相关,而与相对湿度的相关性不明显。(3)PM_(2.5)浓度日间变化率与城市空间形态因子的相关性较强,建筑错落度越高,PM_(2.5)浓度下降越快。     

成都地区闪电产生氮氧化物的观测研究

为了解四川盆地闪电产生的NOX向低空的传输特征,利用大气平均电场仪、氮氧化物分析仪、臭氧分析仪对成都地区雷暴过程中闪电产生的NOX进行了地面观测,并结合风廓线雷达测得的地面0.4km的风速风向数据进行了分析。研究结果表明:(1)、NOX浓度随时间的变化与NO浓度随时间的变化呈正相关关系,O3的浓度随时间的变化与NOX的浓度随时间变化呈负相关关系;(2)、雷暴过程中,NOX和NO的浓度值都比晴天背景大气条件下的地面值要高,O3的浓度值则低于平均值,闪电频次与氮氧化物浓度存在正相关关系;(3)、LNOX从高空传输到地面也受风速风向的影响,风速与NOX浓度存在负相关关系,气流被偏北风控制的情况下,NOX的浓度值较低,气流在偏南风控制时,NOX则出现高浓度积累。     

基于中轴变换算法的室内外一体化导航路网自动生成方法

室内外一体化导航路网的快速生成与更新对面向行人的跨场景导航具有重要意义。当前研究主要关注单一场景下的导航路网构建,对于跨室内外场景的导航路网自动生成研究较少。本文基于对偶图思想与二维平面多边形中轴变换（Medial Axis Transform）算法,提出一种室内外一体化导航路网自动生成方法,并以某建筑CAD平面图及周边路网环境为基础数据进行了实例研究。结果表明：该方法能够根据原始数据的几何、拓扑、语义信息自动构建导航路网,并支持室内外跨场景的最短路径查询,在最短路径查询效率上较传统分场景寻路模型整体提升10.18%;相较单一场景下的导航路网,一体化导航路网可结合语义信息将室内及室外导航路网有机统一起来,解决跨场景寻求最优路径的问题,为最优路径规划的相关研究提供了新的思路。     

基于RTP的矢量数据流式传输研究

针对WebGIS中大规模矢量数据的网络传输问题,提出采用流式传输方式分批次向客户端传输所需数据,从而达到矢量数据在线实时应用的目的。通过研究流式传输机制,建立了适应于矢量数据流式传输的服务框架;按照流式传输的要求,对矢量数据进行分块组织,保证每个批次的要素作为独立的单元传输并在客户端处理;在传输过程中,实时传输协议实现了矢量数据流式传输机制,并参照流媒体文件“边传边播”的模式,设计了矢量数据的封包和解包算法。该方法实现了矢量数据的发送和接收,达到了多次往复传输的目标,且能通过差错控制和压缩加密等手段提高数据传输效率、保证数据传输质量和安全。实验证明,矢量数据的流式传输能降低约一半的数据传输量,有效地提高了传输效率,降低了系统响应时间。     

基于多源激光点云融合的建筑物BIM建模

墙体、窗户等单元构件是建筑物重要组成部分,精细提取其几何参数及位置信息对于完整表达建筑物整体模型具有重要意义.针对单一点云数据源无法获取建筑物单元构件相关参数并完整表达室内外模型重建问题,本文提出一整套融合室内外多源点云数据的BIM模型重建技术.为验证方法的有效性,选取河南理工大学测绘与国土信息工程学院教学楼为实验区域...     

日照近岸海域水体营养盐时空分布特征

【目的】研究日照近岸海域水体营养盐时空分布特征。【方法】根据2018年2、5、8、10月在日照近岸海域开展的海洋环境调查数据,分析该海域营养盐质量浓度的时空分布情况,并对海水的富营养化状况进行评价。【结果与结论】无机氮(DIN)和活性磷酸盐(PO₄-P)质量浓度在秋、冬季均高于春、夏季,活性硅酸盐(SiO₃-Si)质量浓度季节变化不明显。水平区域分布上,4个季节DIN和PO₄-P质量浓度分布均呈调查海域西南部高于东北部,高值区域均位于海州湾北部海域;SiO₃-Si质量浓度总体上呈近岸调查海域高、外海低的分布特征。相关性分析表明,4个季节盐度与营养盐质量浓度呈负相关性;叶绿素a与营养盐质量浓度均呈正相关性;冬季化学需氧量(COD)与营养盐质量浓度呈负相关性,其余季节呈正相关性。四季调查各站位DIN和PO₄-P质量浓度均符合《海水水质标准》(GB3097—1997)二类标准。夏季调查中有1个站位出现富营养化现象,其余季节调查无富营养化现象。营养盐结构分析表明,日照近岸海域营养盐结构...     

耦合PMF、CMB模型对大气颗粒物源解析的研究

化学质量平衡法是目前应用最为广泛的大气颗粒物源解析受体模型之一。针对利用化学质量平衡法进行源解析时,需建立大量的污染源成分谱,耗财耗力,同时选择不同的污染源及特征元素拟合时易导致源解析结果不确定性的问题,结合正矩阵因子分解法模型,提出了化学质量平衡法与正矩阵因子分解法的耦合模型,利用正矩阵因子分解法模型解析出各污染源及其特征元素,确定化学质量平衡法模型拟合参数及污染源清单。对比各污染源的理论贡献量与模拟贡献量,结果表明,耦合模型拟合结果与理论值差异不大,验证了耦合模型的可行性。耦合模型缩减了化学质量平衡法模型建立污染源成分谱的工作量,提高了化学质量平衡法模型进行源解析工作的高效性、准确性。     

H.26L参考帧选择技术研究与实现

采用了预测编码的视频数据对传输差错极为敏感,为了有效地消除网络传输错误对解码图像的影响,介绍了一种基于反馈的参考帧选择(RPS:Reference Picture Selection)技术.它利用反馈信道传回的差错信息,选择被正确解码的帧作为参考来进行编码.仿真试验给出了各种RPS模式下图像的主客观质量,结果表明该方法对抑制传输差错的扩散与差错恢复具有很好的效果.     

单投影线结构光的室外投影成像研究

激光扫描技术,从室内外地面架站到无人机机载,已经广泛应用在国土资源测量及基础设施检测各方面,具有实时生成三维数据、对作业平台稳定性要求高的特点。相比于激光扫描,结构光具有带状面阵同步观测能力,能降低自身移动振动对观测质量的干扰,但在室外环境作业方面受限明显。对此,在已有算法基础上,设计改进单线结构光投线仪,取得了“白天室外70米距离上投影线三维提取”的技术进展。