利用AIRS产品分析中国地区近地面甲烷浓度时空特性

甲烷(CH4)作为仅次于二氧化碳(CO2)的第二大温室气体,不仅在全球和区域尺度光化学反应中起着重要作用,而且在能量收支平衡及气候变化方面有着重要的影响。2013年,Auqa/EOS的大气红外探测仪(AIRS)热红外近地表CH4产品在AIRS Version6.0产品中发布,其结果尚未在中国进行验证,利用热红外传感器分析中国近地表CH4浓度的时空分布还处于初始阶段。本文利用中国青海瓦里关(WLG)、中国台湾鹿林山(LLN)及蒙古乌兰乌勒(UUM)地基观测资料对AIRS V6.0近地面CH4浓度产品进行了验证,误差在2%以内,二者相关系数r分别为0.68、0.5、0.69,变化趋势一致,进而从地域、季节变化和年际变化3个方面探讨了2003年—2013年中国地区近地面CH4浓度的时空分布特征。结果表明:CH4浓度最低值位于西藏地区(1800 ppbv),高值区位于新疆维吾尔自治区北部、内蒙古自治区及黑龙江北部(1920 ppbv);夏季高,冬季低,季节性变化明显,年际变化基本上呈增长趋势。     

南中国海海洋油气遥感调查研究

对NOAA-11资料进行除云、大气订正和几何纠正后,用CH4、CH5波段进行SST处理,用CH5、CH2、CH1作假彩色合成图,并对CH1、CH4、CH5波段灰度值与南海相关研究点的海面温度、重力、磁力异常和热流值等实测数据进行多元相关分析,通过观测比较和理论分析,解决了海洋油气遥感技术和应用模型等问题,为海洋油气资源的探测提供科学依据.     

基于OMI卫星数据的对流层O3柱总量时空分布特征分析

利用OMI卫星数据分析了2008-2017年全球及我国O_3柱总量浓度空间分布特征和长时间序列变化,总结了地形、人口密度、城市扩张和前体物NO2等因素对中国地区O_3柱总量浓度产生的影响。结果表明,全球O_3柱总量高浓度区主要位于中低纬度且季节性差异十分显著,冬季的含量相对较低,夏季的含量相对较高。中国地区由于独特的地形条件、渐增的人口数量和稳步增长的经济发展趋势,中国O_3柱总量浓度具有东南高西北低的分布格局,且含量在逐年降低。通过对流层NO2浓度与O_3柱总量浓度的拟合结果发现,前体物NO2对O_3的生成和分布具有重要影响。     

中国二氧化氮浓度分布特征及其驱动因素分析

基于OMI卫星遥感数据,采用趋势分析和相关分析法研究了我国对流层二氧化氮柱浓度2005—2019年时空分布特征及其驱动因素分析,发现在空间上我国二氧化氮浓度多年来呈现出"东高西低"的分布特征,且浓度高值区范围先扩张后缩小,东部地区15年来的浓度空间变化比西部地区的变化大;时间上二氧化氮浓度除了2008年外总体呈先升高后下降的变化趋势,2005—2010年间天津、辽宁、山东、湖北等省份二氧化氮浓度增加了70％以上,15年来具有秋冬多、春夏少的季节变化规律.此外,我国二氧化氮浓度分布特征的驱动因素,主要有人口密度、煤炭消费量、汽车保有量以及相关政策等.     

三、P22大地测量学

CH990172 1996年长春人卫站激光测距情况简介/赵有(中科院长春人造卫星观测站)…∥测绘通报.—1998(7).—4～6,31 介绍了长春人造卫星观测站1996年的激光观测情况:观测圈数1001;单次测距精度6cm。同时简述了微通道板光电倍增管(MCP-PMT)的实验结果,以及待解决的问题。图2表1参2 CH990173 曲面拟合法求GPS网正常高的几点认识/吉渊明(浙江省测绘产品质检站)…∥测绘通报.—1998(7).—18～22 分析了二阶多项式函数模型的几何特征,通过曲面拟合测区的似大地水准面时对高程拟合起算点的可靠性分析、整体拟合和分区拟合的选择、     

水体叶绿素a浓度遥感反演方法研究进展

针对水体叶绿素a浓度反演问题,从反演所需的遥感数据源、主要研究区、主要研究单位以及反演模型4个方面,系统介绍了叶绿素a浓度遥感反演的发展现状,分析了现有水体叶绿素a遥感反演方法的优缺点,提出了目前存在的问题,并对水体叶绿素a浓度反演研究进行了展望。     

专业测绘与工程测量

CH20061928大城市边缘区建设用地空间分布格局的定量化测度研究=Quantitative Measurement of SpatialPattern of Non-agricultural Land in Urban Fringe/陈晓军,刘庆生,张宏业(中国科学院)∥武汉大学学报(信息科学版).-2006,31(3).-260~265选择北京市房山区平原地区作为分析样区,在GIS技术的支持下对建设用地的空间分布格局进行了定量化测度研究。分析数据显示,其分布与交通干线具有明显的空间相关,交通干线具有一定的“轴向”聚集和辐射效应。图6表1参13CH20061929融合SAR和TM图像更新GIS道路网络数据=Update of Road Network…     

NOAA/AVHRR影像中红外波段信息提取研究

对多景NOAA/AVHRR影像的研究发现:CH3波段不仅可以提取高温信息,而且还可以提取常温状态下的物类信息,并且在很多情况下优于CH4波段。文章给出了具体分析,并进行了原因探讨。     

多源卫星遥感的华北平原大气NO2浓度时空变化

为探讨1996年以来华北平原对流层NO_2柱浓度变化的空间特征,基于GOME、SCIAMACHY和OMI卫星传感器的监测数据,以SCIAMACHY的NO_2柱浓度为基准,根据建立的GOME和SCIAMACHY,SCIAMACHY和OMI之间的相关关系,校正GOME和OMI监测的NO_2数据;利用线性正弦曲线模型拟合方法研究1996年—2016年长时间序列华北平原对流层NO_2变化的空间分布特征。结果显示,华北平原对流层NO_2浓度自1996年开始持续上升,到2011年达到最高值,然后呈现下降趋势。该变化趋势主要受经济发展和环保政策的双重影响。1996年—2011年,NO_2柱浓度高值区分布在北京市、天津市、河北唐山市和保定市、山东德州市和济南市、安徽滁州市以及江苏南京市、常州市和无锡市,并且具有较高增长率;2012年—2016年NO_2柱浓度平均值远高于1996年—2011年NO_2柱浓度平均值,高值地区范围扩大,分布在河北南部、河南北部和山东西部,但华北平原地区NO_2柱浓度均呈现负增长,表明"十二五"规划提出的大气环保政策取得了显著成效。同时,对流层NO_2柱浓度可以反映典型环保事件如北京奥运会、国庆阅兵和南京青奥会时期大气环保政策的实施效果。     

2016—2018年中国PM2.5时空分布特征分析

采用地统计分析、聚类和异常值分析方法,对2016—2018年全国367个城市的PM_2.5浓度监测数据进行分析。结果表明：全国及重点区域的PM_2.5浓度月际变化趋势具有一致性和周期性,呈“U”形分布;PM_2.5浓度存在明显的季节变化特征,2016—2018年我国的PM_2.5浓度年均值逐年递减。从整体空间分布来看,我国PM_2.5浓度在东西、南北2个方向上的变化情况不同,东西方向的差异比南北方向更大,表现出了各向异性。我国PM_2.5高-高聚类模式主要集中在北京、天津、河南、河北、山西、山东西部、安徽北部,低-低聚类模式主要分布在云南、福建、广东沿海地区。     

中国东部气溶胶光学厚度季节变化的数值模拟

气候模式对气溶胶光学厚度AOD的合理模拟,是模拟研究气溶胶气候效应的前提。利用在线耦合的区域气候—大气化学—气溶胶耦合模式系统RIEMS-Chem,模拟研究了2010年中国东部地区AOD的季节变化情况。模拟结果与卫星搭载的中分辨率成像光谱仪(MODIS)的反演资料和地基气溶胶观测网(AERONET)的站点观测资料分别进行了一年四季的详细对比,检验结果显示尽管模拟值有所低估,模式仍然能够合理地反映AOD的季节变化情况和空间分布特征,与AERONET站点观测值相比,整体相关系数为0.6。MODIS反演和相应模拟结果均显示,中国东部地区AOD整体水平夏季最大,春季次之,秋、冬季最小,华北平原、四川盆地和华中地区是AOD的主要大值区。只考虑日间AOD时,其季节分布特征略有不同,在华北平原地区,日间AOD夏季最大(1.1—1.5),在长江中下游流域地区,日间AOD则在春季最大(1.1—1.7);在中国东部,日间AOD的大值在夏、冬两季分别主要分布在长江以北、以南地区,而在春、秋两季则主要位于长江中下游流域。     

BP神经网络的近地面臭氧估算及时空特征分析

近年来,中国东部城市光化学烟雾污染频繁发生,臭氧(O3)作为光化学烟雾的标志性污染物日益成为影响城市或区域大气的首要污染物.为探究京津唐地区近地面臭氧污染特征及时空变化趋势,本文基于前馈(BP)神经网络,结合地面监测站点臭氧浓度数据、卫星遥感臭氧柱总量数据与气象站点气象要素数据的非线性关系建立近地面臭氧浓度反演模型,并...     

全月球撞击坑的空间分布模式

以基于嫦娥探月工程公开数据识别的全月球直径大于500 m的106 016个撞击坑为研究对象,划分月海、月陆、经向、纬向研究区域,采用核密度估计与Ripley's K函数的规格化函数-L函数相结合的GIS点模式分析方法,研究全月球撞击坑的空间模式。研究结果表明,全月球撞击坑分布形成了三个聚集中心,南北两极核密度低,东半球核密度高,西半球核密度低,北半球核密度高,南半球核密度低;月陆地区的核密度大于月海地区的核密度,在撞击坑直径范围1~500 km范围内,月陆地区的撞击坑数量是月海地区平均水平的5倍;全月球撞击坑的L（d）曲线随距离变化的过程中在总体上呈现先增后减的态势,经向、纬向研究区位在不同空间尺度上的聚集程度存在差异。     

黄河流域七大城市群污染气体时空变化特征卫星遥感监测

为探究黄河流域大气污染的时空演变特征,本文从城市群角度出发,选取HCHO、NO₂及SO₂为诊断指标,对比分析2005—2019年七大城市群OMI观测对流层HCHO、NO₂及边界层SO₂柱浓度的年、季、月变化。研究揭示,流域内：①HCHO、NO₂及SO₂柱浓度高值区均集中在山东半岛城市群、中原城市群、晋中城市群南部和关中平原城市群东部。②HCHO柱浓度在2005—2019年呈波动上升趋势,七大城市群的月变化均呈单峰结构,且夏季高、冬季低、春季和秋季相当。③NO₂柱浓度在2005—2011年呈上升趋势,仅2008年出现短暂小幅下降。2011年执行《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223—2011）后,呼包鄂榆、宁夏沿黄和晋中城市群开始大幅下降,山东半岛（2012年有小幅下降）、中原和关中平原城市群则在2013年《大气污染防治行动计划》实施后才开始大幅下降。月变化呈开口向上抛物线形态,浓度越高单峰结构越明显,且冬季高、夏季低、春季和秋季相当。④SO₂柱浓度在2007年达到顶峰,2008年开始大幅下降,2010年后呈波动下降趋势,月变化、季变化均与NO₂相似。黄河流域上游的兰西和宁夏沿黄城市群、上中游交界处的呼包鄂榆城市群空气质量较好,中游的关中平原和晋中城市群次之,中下游交界处的中原城市群和下游山东半岛城市群则较差。     

基于缓冲区分析的城市化与地表水质关系研究——以烟台沿海区县为例

将城市化过程中的人为土地定义为建设用地,利用2004年TM影像得到烟台沿海区县建设用地数据。用缓冲区分析提取乡镇水平上建设用地比率和人口密度数据,缓冲半径从100m到2000m,利用ArcView空间分析功能对建设用地比率、人口密度、河网等级和水质进行叠置分析,并结合逐步回归分析方法揭示烟台沿海区县28个水质监测站各水质参量的空间变化情况。结果显示,通过建设用地比率和人口密度共同作用可以解释85%以上的水质参量模型,反映城市化的建设用地比率比人口密度能更好地解释水质参量的空间变化,大多数水质参量的最佳模型出现在2000m的缓冲半径上,表明建设用地比率和人口密度是影响研究区域水质的首要因素。同时,运用缓冲区分析等GIS空间分析方法为区域城市化进程与水环境质量的研究提供了新的途径。     

复杂背景下被动FTIS定量遥感污染云团光谱

本文提出复杂背景下定量遥感污染云团光谱的算法。利用被动傅里叶变换红外光谱仪（ＦＴＩＳ）遥测目标气体和背景光谱数据及最小平方误差拟合方法,成功地解决了探测目标气体柱数密度和目标气体等效辐射温度。该处理方法不仅可用于特定污染云团的定量处理,而且可用于多种污染地区如发电厂、机场、城市交叉路口、垃圾处理站等对ＣＯ,ＣＯ２,ＮＯ,ＮＯ２,Ｎ２Ｏ,ＮＨ３,ＣＨ４,ＳＯ２,Ｈ２Ｏ,ＨＣＩ和ＨＣＨＯ等气体浓度的监测。最后,详细讨论了用该算法对模拟剂的处理结果。     

Comparison of variability and change rate in tropospheric NO2 column obtained from satellite products across China during 1997–2015

ABSTRACT

Tropospheric NO₂ column (TNC) products retrieved from five satellites including GOME/ERS-2 (H, 1997–2002), SCIAMACHY (S, 2003–2011), OMI (O, 2005–2015), GOME-2/METOP_A (A, 2007–2013) and GOME-2/METOP_B (B, 2013–2015) were compared in terms of their spatiotemporal variability and changes over China. The temporal series of H suggested an increasing trend of TNC from 1997 to 2002, those of S, O and A revealed further increasing trends until the highest level of TNC was reached in 2011, but decreasing trends were detected by those of O and B from 2011 to 2015. Seasonally, TNC was the highest in winter and the lowest in summer. Variability and changes from satellite TNC products are also analyzed in different regions of China. Spatially, it was the highest in North China and the lowest in Tibetan Plateau based on five datasets. Overall, TNCs from A, B and S were higher than that from O; and TNC from S was larger than that from A at the country level. The higher TNC the region has, the larger difference satellite products would show. However, different datasets reached a good agreement in the spatial pattern of trends in TNC with highly significant increasing trends detected in North China.     

1952年-2010年中国人口分布与社会经济发展的时空耦合特征分析

人口经济的时空耦合态势是中国区域社会经济发展空间均衡过程的重要体现,可有效地指导中国经济布局、民政建设、交通发展和环境管理等相关政策和措施的制定和实施。在地理信息系统（GIS）的支持下,采用人口分布结构指数、人口密度基尼系数、人口经济重心迁移、空间自相关分析等方法,对1935年-2010年6期县级行政单元人口普查统计数据进行空间插值,实现人口密度分界线的空间刻画及其变化趋势分析,结合1952年-2010年省级行政单元人口、经济统计数据,从人口与经济重心空间耦合及其空间一致性两个角度来揭示社会经济与人口分布的时空差异,剖析人口分布与社会经济的联系。得出以下结论：（1）由于社会历史、自然环境和经济条件的影响,中国人口空间分布的时空演变特征不尽相同,东西部差异较大,且不均衡态势日益明显。（2）胡焕庸线至今仍能很好的概括中国人口东南地狭人稠、西北地广人稀的空间分布格局,但是甘肃、宁夏、内蒙古地区的人口分布已经在局部范围内突破了胡焕庸线的限制,中国人口分布在一定程度上呈现向西部转移的趋势。（3）中国人口分布与经济发展空间一致性的地域分异特征十分明显,但省际一致性在不断缩小,人口集聚具有较强的经济导向性。（4）全国和东部、中部、西部和东北部四大区域在1952年-2010年的人口经济一致性程度及其变化趋势各异：全国人口经济空间一致性程度相对较低,东北地区人口经济一致性程度较高且还在改善,东部与中部保持稳定,西部较差且呈减弱趋势特征。     

利用区域GPS网进行高海拔流动站的对流层延迟量内插

对流层延迟是全球导航卫星系统（GNSS）计算的主要误差之一,其模型精度对测站坐标解算有较大影响,在高程方向尤为明显。因此,有必要对不同的对流层延迟改正模型的适用性进行评估。采用SHA解算了中国陆态网GNSS跟踪站的对流层天顶延迟数据,对常用的对流层改正模型EGNOS/UNB3m/GPT/GPT2的天顶延迟量在中国不同区域、不同季节的适用性进行了分析。结果显示,4种模型的RMS均为4~5 cm,各模型RMS之差小于1 cm,其中GPT2模型的RMS最小;4种模型的平均偏差（BIAS）为1 cm左右,GPT2模型的BIAS最大,为1.5 cm;时间上,各个模型在夏季精度普遍较低,这是因为夏季水汽丰富,对流层湿延迟变化较大;空间上,各模型在东南沿海精度较低,因为东南沿海气候湿润,湿延迟变化较大;各模型精度对测站高程不敏感,精度在比较高的测站并无明显降低。通过对不同模型在中国区域的精度分析,验证该改正模型可以为中国区域用户的对流层模型的选择提供一定的参考。     

杭州城区土地利用类型对PM2.5浓度影响分析

针对PM2.5质量浓度空间分布的季节性差异与土地利用分布的定量关系问题,该文以浙江省杭州市为实验区,收集PM2.5质量浓度实测数据和MODIS气溶胶光学厚度(AOT)遥感数据,并对AOT进行标高订正和水汽校正,建立了PM2.5质量浓度和AOT的回归模型,通过模型得出了杭州市各季节的PM2.5质量浓度空间分布图;在此基础上,进一步分析了杭州市PM2.5浓度与土地利用类型(扬尘地表与非扬尘地表)之间的空间分布相关性。结果表明,杭州市2015年PM2.5质量浓度分布的季节性变化特征是冬季春季秋季夏季;建设用地和交通用地等扬尘地表对PM2.5的浓度贡献较大,特别是在冬季和春季两个季节。该研究结果对于认识空气中PM2.5的来源与时空分布特征具有一定的理论和实践意义。