2015—2019年冬季黄河流域中游大气污染物空间分布特征

本文基于2015—2019年冬季黄河流域中游地区（山西段和陕西段）6种大气污染物的浓度数据,研究了黄河流域中游冬季大气污染物的变化特征。研究结果表明,2015—2019年黄河流域中游地区,PM₁₀和CO浓度持续降低,O₃浓度持续升高,PM_2.5、SO₂及NO₂平均浓度呈先上升后下降的规律。2019年主要污染物NO₂、CO、PM_2.5、PM₁₀及SO₂浓度均最低;2019年冬季O₃平均浓度达到最高（54μg/m³）。研究地区下游的PM_2.5浓度高于上游,且沿黄河由北向南其浓度逐渐增加,黄河东侧山西段的PM_2.5浓度高于西侧陕西段。研究区域PM₁₀污染浓度由2015—2016年的黄河东侧高西侧低转变为2017—2019年上游低下游高的分布特征。SO₂浓度呈黄河东岸比西岸高的分布。NO₂高值区域从2015—2017年黄河西侧下游地区变为2018—2019年中上游地区;CO平均浓度高值区域位于黄河东侧下游地区;O₃浓度空间分布特征不明显,但近5年浓度大幅增加,需要加强对臭氧的防控。     

基于GIS的气温对漳州城市主要大气污染物影响分析

漳州城市建设和工业飞速发展,汽车数量剧增,人为大气污染排放显著增加,空气质量下降,对人们的生活和健康造成了影响。本文利用2014—2015年连续2年的日平均污染数据,选择主要污染物SO2、NO2、O3、PM10、PM2.5和AQI指数,分别与日平均气温做相关分析,研究发现:SO2浓度在不同季节与温度的相关不同,这是由于气温与SO2的清除机制没有直接关系,因此相关不确定;NO2浓度与气温基本呈负相关,而O3的浓度呈正相关。秋季影响当地空气质量的主要气象条件是气温,当气温高于25℃时,空气质量改善明显。     

GEWEX的空间观测系统简介

1987年1月19日至23日,世界气候研究计划(WCRP: World Climate Research Pro- gramme)的卫星观测系统工作组(WCRP Working group on Satellite ObservingSystem,缩写为WGSOS)在美国马里兰州哥伦比亚召开了“全球能量和水分循环试验计划”(Global Energy and Water Cycle Experiment,缩写为GEWEX)专题讨论会,首次比较详细地研究了GEWEX及执行这个计划的空间观测系统的可能性。     

临近空间大气参数误差特性分析

为定量分析临近空间大气环境参数的准确性,利用10年以上的TIMED和ENVISAT卫星探测数据,以及根据理想气体状态方程和地转风公式计算出的密度和风场结果,统计得到大气温度、密度、纬向风、经向风和合成风的分布,并与中国参考大气开展对比验证,分析中国区域内临近空间大气参数误差随高度、纬度和经度的季节变化规律,对于临近空间卫星数据应用、环境特性分析和气象保障具有重要意义。研究表明:温度偏差在55 km高度以上的春季和秋季沿纬向逐渐减小,密度偏差随高度降低逐渐增大,沿经向在30 km高度以下存在偏差较大的经度带。纬向风偏差在夏季随高度的变化特征明显不同,沿纬向在40—70 km高度逐渐减小;经向风偏差在40 km高度以下沿纬向均匀分布,且季节性差异较小;合成风偏差随高度的震荡特征明显,沿纬向在秋季的40—60 km高度先减小后增大,沿经向在春季的30—45 km高度呈不断减小趋势。     

卫星信息在垂直气候特征值空间分布数据库中的应用

本文提出了利用遥感影像与常规数据建立垂直气候特征数据库的方法,给出了气候遥感模拟方程及小地形订正方法。初步讨论了NOAA-AVHRR热红外数据与气候特征值是否存在相关。     

大气水分含量的空间异质性及其对地表温度反演的影响

大气水分含量是影响单波段热红外地表温度反演的关键因素之一。研究大气水分含量空间异质性对地表温度反演的影响误差有助于单波段热红外数据的合理应用。以MODIS MOD 05_L2产品为数据源,探讨区域大气水分含量的空间异质性及其对Landsat地表温度反演的影响。在推导大气水分含量对地表温度反演误差模型的基础上,针对Landsat5热红外波段,结合不同区域的大气水分含量分布状况,对大气水分含量的空间异质性可能引起的地表温度反演误差进行了模拟计算与对比分析。结果显示,大气水分含量空间异质性对地表温度反演的影响与大气水分含量及其异质性程度有关:当大气水分含量的空间异质性相对较大时,误差值和误差范围都比较大,达到0.5~2℃,相对误差为2%~20%;当大气水分含量空间分布较均匀时,误差值和误差范围为0.1~0.2℃,相对误差为0.5%~2%。可见,对于空间异质性程度较大的区域,区域面上大气参数的获得对地表温度的准确反演具有重要意义。     

基于GIS的天津港船舶大气污染空间分布规律

船舶尾气排放是港口城市大气污染的主要来源之一。为掌握天津港船舶大气污染物排放情况及空间分布规律,采用基于船舶功率的计算方法对天津港船舶的污染排放清单进行研究,并运用GIS技术分析天津港船舶排放污染物的空间分布特征。研究结果表明,2016年上半年天津港NO_x、SO_2、PM_(2.5)、PM_(10)、CO和VOC的排放量分别为24 780.48、24 103.29、2 094.69、2 618.96、2 005.90和830.68 t;船舶大气污染物以NO_x和SO_2为主,2016年2月和2016年6月的污染物排放量较少;船舶大气污染物主要集中在天津港陆域港区附近及大沽沙航道和新港主航道。建议采取降低停港期间燃油含硫量、规定船舶停港期间需接岸电、扩大天津港排放控制区范围等方式降低港口附近船舶大气污染物的排放量。     

面向对象分类的特征空间优化

为提高图像处理效率, 探讨了面向对象分类的特征空间优化方法。以区域增长算法获得的对象为处理单元, 根据植被在IKONOS影像上的表征, 初步选择了6个形状、2个位置、17个光谱和6个纹理特征, 共计31个作为初始特征空间。首先根据每组中特征所代表的信息量和特征之间的相关性, 去掉与其他特征相关性强而方差较小的特征, 将特征空间维降到23;以识别城区植被为目标, 根据220个植被样本计算2—23维特征空间的类间J-M距离, 以最小J-M和平均J-M距离为依据选择最优特征空间, 将特征空间维降到14;最后利用     

大气金属层探测卫星研究

75~115 km的大气层中存在Na、Fe、K、Ca等多种金属成分,通常认为这些金属成分来自宇宙尘埃和流星烧蚀的产物。大量宇宙尘埃和流星进入地球大气,会对地球气候有重要影响,大气金属层是宇宙尘埃和流星进入地球大气的示踪物。同时研究表明,大气金属层所在区域的大气对全球气候变化的响应很敏感,是全球气候变化的示踪物。大气金属层物质沉降,是夜光云凝聚核的主要来源,对临近空间飞行器具有重要影响。但目前对75~115 km的大气金属层探测和研究还很不够,为此,本文在国际上首次提出专门针对大气金属层探测的卫星概念。在大气金属层探测卫星中,提出以主动探测技术为主要探测手段的载荷配置,包括星载钠激光雷达、大气激光掩星探测仪、空间微流星体探测仪、星载F-P测风仪、金属层气辉成像仪5种先进载荷。大气金属层探测卫星将能够对大气金属层进行全面探测,并取得重大科学创新成果。     

太平洋年代际振荡与中国气候变率的联系

利用1951～1998年的太平洋年代际振荡(PDO)指数、全球海洋和大气分析资料及中国降水和气温站点观测资料，分析了太平洋年代际振荡在海洋中的特征及其与东亚大气环流和中国气候变率的联系。结果表明，PDO与东亚大气环流及中国气候年代际变化关系密切。对应于PDO暖位相期(即中纬度北太平洋异常冷、热带中东太平洋异常暖)，冬季，阿留申低压增强，蒙古高压也增强(但东西伯利亚高压减弱)，中国东北、华北、江淮以及长江流域大部分地区降水偏少，东北、华北和西北地区气温异常显著偏高，而西南和华南地区气温偏低；夏季，海平面气压在北太平洋的负异常较弱，而在东亚大陆的正异常较强，东亚夏季风偏弱，西太平洋副热带高压偏南，热带太平洋信风减弱，赤道西风增强，此时华北地区降水异常偏少而长江中下游、华南南部、东北和西北地区降水异常偏多，东北、华北及华南地区气温异常偏高，而西北、西南和长江中下游地区气温异常偏低。对应于PDO冷位相期，上述形势相反。结果还表明，处于不同阶段的ENSO事件对中国夏季气候异常的影响明显受到PDO的调制。在PDO冷位相期，当ENSO事件处于发展阶段，华南地区夏季降水偏少，东北地区夏季多低温，在其衰减阶段，华北地区和长江流域降水偏多，淮河地区降水偏少；而在PDO暖位相期，当ENSO事件处于发展阶段，华南地区降水变为异常偏多，而华北地区降水异常偏少，东北低温不再显著，在其衰减阶段，华北地区降水变为偏少，长江流域降水更加异常偏多，淮河地区则趋于正常。     

近地层大气折光系数变化特征分析

本文从大气垂直折光基本定义出发,分析了导致近地层折光系数变化的根本原因和直接原因,指出折光系数的变化具有5个特征,即时间、气候、高度、土壤及均值特征,并据此提出了应用中的一些看法。     

不同空间插值对InSAR大气延迟改正影响研究

大气效应是InSAR技术用于地表探测的主要误差源之一。GPS数据作为InSAR大气延迟误差改正的重要数据源,受其站点分布疏密的影响,分辨率还无法做到与SAR影像完全相匹配,必须对GPS获取的大气延迟数据进行空间插值。本文采用反距离加权法(IDW)、Kriging插值法和移动曲面拟合法(Surface Moving Fitting,SMF)三种插值方法,探讨了InSAR大气误差改正过程中的空间插值问题,并对三种插值的精度进行了分析和评价。     

顾及空间特征的地形特征点提取方法

针对传统地形特征点提取方法未能全面顾及地形特征点空间特征的问题,该文提出一种顾及空间特征的地形特征点提取方法.该方法在系统分析地形特征点的空间分布差异性、空间耦合性、层次等级性的基础上,采用均值变点法确定适宜阈值,利用成熟的水文分析法提取沟谷线和山脊线.在此基础上,通过窗口分析、矢量分析等方法实现对山顶点、鞍部点、脊线源点、脊线交点、径流源点、径流节点、流域出水口点的有效提取和分级.以福建省九龙江支流吕凤溪流域30m空间分辨率数字高程模型进行实验.从目视解译、地形模型对比、分级适宜性3个角度对提取结果进行评价,同时分析了空间分辨率对地形特征点提取的影响.实验结果表明,所提方法能有效保证地形特征点提取结果的准确性,空间分辨率对地形特征点提取结果的总数目、最高级别和分级数目以及空间位置具有重要影响.     

基于6S模型的环境星CCD数据大气校正

应用6S辐射传输模型建立查找表,对环境与减灾小卫星CCD数据进行大气校正。结果表明:校正后的图像更加清晰,对比度增强;与实测光谱对比,处理后的环境星数据可以更真实地反映地物反射特征,消除了NDVI信号在大气传输过程中的衰减效应,更好地复原了地表植被覆盖的真实状况。通过讨论,提出对于HJ-1-A的CCD数据,可以考虑通过同星搭载的高光谱传感器进行气溶胶光学厚度反演;对于HJ-1-B的CCD数据,可以采用对比方法反演气溶胶光学厚度,进而作为模型的输入来提高大气校正精度,以及考虑地表二向性反射现象来提高大气校正精度。     

地理本体空间特征的形式化表达机制研究

针对OWL语言表达地理本体的不足,提出借助于部分整体学、位置理论以及拓扑学这3 个理论工具,构造出形式化的空间特征以及空间关系公理,加入到OWL的建模原语当中,从而能够在OWL构建的地理本体之中表达其空间特征。实验表明,这种本体的形式化表达机制是可行的,能够有效地表达地理本体的空间特征     

运用NDVI-Albedo特征空间提取石漠化信息

石漠化是西南喀斯特地貌地区面临的最主要生态环境问题之一,对石漠化进行监测是其防治的一项重要工作。本文以威宁西部典型的石漠化研究区斗古乡为例,基于Landsat 8 OLI遥感数据,计算了研究区归一化植被指数(NDVI)和地表反照率(Albedo),通过NDVI-Albedo特征空间构建石漠化差值指数(RSDDI),对石漠化信息进行提取并对其进行精度验证。研究表明:基于NDVI-Albedo特征空间法构建的石漠化差值指数能够较为准确且便捷地对石漠化信息进行提取与分级,在中度石漠化及重度石漠化的制图精度均达到89%以上,提取效果较好,有利于西南喀斯特地貌地区对石漠化的定量评估与监测。     

一种基于空间语义特征的浮动车轨迹匹配技术

针对浮动车轨迹数据挖掘中的空间语义分析问题, 阐述了传统的电子导航地图匹配方法用于浮动车轨迹地图匹配时的主要问题, 提出了基于空间语义特征的浮动车轨迹匹配算法, 并结合实际数据进行了试验验证, 本文提出的基于空间语义特征的全局路径匹配方法取得了很好的匹配效果, 并可还原浮动车轨迹经由的真实路径。     

银川市产业园区空间格局演变特征研究

通过收集整理了银川市产业园区数据,采用标准差椭圆、核密度分析、最近邻指数、最近邻层次聚类分析和Ripley′s K(d)函数研究分析了2005—2019年间银川市产业园区的空间格局演变规律与集聚特征。结果表明：1)银川市不同类型产业园区增长速度不同,生产制造型园区保持匀速增长,商办型与物流仓储型园区增长速度最快。2)产业园区空间分布方向总体呈现“西北—东南”方向,集聚方向趋势性逐渐减弱,扩张方向几乎不变。3)产业园区集聚特征显著,呈现由“单核心”向“多核心”的演变规律,逐渐形成4个核心区域。不同年份之间集聚范围和规模存在差异,并形成了不同的热点集聚区域。     

应用GPS观测量改正InSAR大气误差的空间插值比较

大气水汽的空间变化和时间分布是限制重复轨道干涉测量技术精度的主要因素之一.基于GPS数据,研究比较了改进后的基于地形的GPS扰动模型(GTTM)和基于地形的湍流混合模型(TDTM).结果表明,改进的GTTM模型和TDTM模型都能有效地降低大气水汽对InSAR测量地面形变精度的影响,且TDTM插值效果更佳.     

基于地理特征语义单元的地理空间建模

基于地理特征的地理空间建模方式是为了解决传统分层模式存在一系列不足而提出的。本文在分析现有研究成果基础上,发展了基于地理特征语义单元的地理空间建模方式,它是完全建立在地理空间认知之上的,能够实现地理空间认知与表达的一致性,能够比较完备地保持地理空间的整体性、联系性和可认知性;并提出了3种特征语义对象用于承载特征语义单元在信息世界中的映射,通过实践证明:这3种特征语义对象能够实现任何复杂地理实体的对象化表达。