太湖叶绿素a同化系统敏感性分析

太湖叶绿素a同化系统对于不同参数的敏感性将直接影响到该系统能否精确的估算太湖叶绿素a的浓度分布.利用2009年4月21日环境一号卫星(HJ-1B CCD2)影像数据反演太湖叶绿素a浓度场信息.以此作为背景场信息,结合基于集合均方根滤波的太湖叶绿素a同化系统,分析和评价了样本数目、同化时长、背景场误差、观测误差和模型误差对于同化系统性能的影响.结果表明:从计算成本、系统运行时间和同化效果等方面分析,当集合样本数目达到30~40左右时同化系统取得了较好的结果;同化系统对于背景场误差的估计变化不是很敏感,即初始场的估计是否准确对于同化系统的性能影响不是很大;同化系统对于模型误差和观测误差的变化较为敏感,不同的测试点位由于水体动力学性质不一,其敏感性的表现形式有所差异;利用数据同化方法可以有效地估算太湖叶绿素a浓度.     

太湖水体叶绿素浓度反演模型适宜性分析

为确定适合太湖水体叶绿素的反演算法,为同类卫星数据的建模和应用提供参考,本文根据太湖2007年11月、2009年4月和2011年8月实测水质参数以及同步光谱数据,结合水色遥感传感器MODIS、MERIS、GOCI及我国自主发射的HJ-1号卫星CCD传感器波段参数,基于差值模型、比值模型、三波段模型及APPEL模型,分别建立太湖水体叶绿素浓度反演模型,并分析模型的适宜性.结果显示,基于不同传感器数据APPEL模型的决定系数为0.7308~0.8107,模型相对误差为15%~24%,均方根误差为21%~32%;三波段模型基于不同传感器数据拟合的决定系数为0.6014~0.7610,相对误差为28%~36%,相对均方根误差为39%~46%;差值模型决定系数为0.4954~0.7244,相对误差为39%~53%,相对均方根误差为51%~72%;比值模型决定系数为0.4918~0.7098,相对误差为41%~55%,相对均方根误差为56%~75%.相比较而言,APPEL模型的稳定性较强,适合于不同传感器数据的太湖水体叶绿素浓度的反演.此外,相应不同传感器波段位置、波段宽度对模型反演的精度和稳定性的影响也不同,当波段位置接近叶绿素特征波长时,较窄的波宽有利于模型精度的提高,波段位置和叶绿素浓度特征波长相差较大时,合理增加波谱范围有利于叶绿素特征信息的获取.     

基于主成分降维的总悬浮物浓度遥感估算模型适用性分析

总悬浮物浓度(C_TSM)是水质评价的重要参数.为了提高内陆Ⅱ类水体总悬浮物浓度估算的精度,利用主成分分析方法对2009年4月太湖水体实测高光谱数据进行降维处理,进而以不同数量的主成分作为变量,分别构建总悬浮颗粒物浓度的多元线性回归估算模型并比较这些模型的效果,从而确定最优的主分量个数;结合近年运行的高光谱传感器,对模型的适用性进行评价.结果表明:①前三个主成分(PC₁、PC₂、PC₃)从不同侧面涵盖了悬浮物浓度信息,它们与ln(C_TSM)的相关系数分别为0.728、0.401和0.403;②当主成分个数为6时,模型达到最优;模型的精度高于4个传统经验模型;③在400~850 nm之间,波段数大于45的高光谱传感器数据都能利用主成分分析的方法构建精度较高的总悬浮物浓度估算模型;此外,MERIS、HJ1-HSI、Hyperion和CHRIS这些常用的高光谱传感器的波段设置,都适合于主成分建模.     

湖泊沉积物中元素相态的连续提取分析—以岱海为例

如何利用湖泊/海洋沉积物地球化学代用指标有效地指示环境很大程度取决于元素的来源及其在沉积物中赋存形态的确定.对位于半干旱区的内蒙古岱海14个沉积物样品的连续提取实验及18个元素在水可溶态、可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态及残留态等六种赋存相态中含量变化进行了测试和研究,结合沉积物的矿物组成,结果表明在岱海流域内只经历了较弱的化学风化过程,除了Ca和Sr外,其他元素主要赋存于残留态中,只发生了很小程度的活化溶解.受元素亲合性和湖水物理化学状态的制约,出溶的Sr与Ca的赋存相态基本一致,而出溶的Pb、Be、Co、Cu、K、Mn、Fe等元素则与自生碳酸盐、有机质表现出一定的亲合性.元素在不同赋存相态中分布为地球化学环境代用指标的提取和解释提供了机理性的实验依据.     

岱海地区近400年来的"尘暴"事件——来自岱海沉积物粒度的证据

根据高分辨率的岱海沉积物粒度分布的中值粒径和粗颗粒含量,结合区域降水、历史记载资料,重建了内蒙古岱海地区近４００年来发生的尘暴事件。结果表明,尘暴事件是受冬、夏季风的相对强弱制约的,大量尘暴事件频发于小冰期干冷的气候条件下,表现为中值粒径大,粗颗粒含量高,在转暖的现代气候下,尘暴事件很少,中值粒径也随之降低,但是近十几年尘暴事件又呈上升趋势,部分可能与人类活动造成的土地荒漠化有关。     

晚新生代以来青藏高原中部化学风化与环境演化的地球化学记录

青藏高原中部发育有一系列独立的内流断陷湖盆,其中位于南亚季风区边缘的错鄂湖盆发育了巨厚的湖泊沉积,是研究高原内部地质环境变迁与构造-气候旋回的理想场所。本文对青藏高原中部错鄂孔197m沉积岩心Sr、Rb、Zr含量及其比值以及沉积物有机质δ^13C、TOC含量进行了分析,同时结合岩性、粒度、粘土矿物组成,初步建立了青藏高原中部2．8Ma来岩石化学风化的相对强度和古环境演化过程。结果表明,2．8Ma来青藏高原中部经历了三次剧烈的环境演化过程：在约2．8～2．5Ma期间,低Sr含量,高Rb／Sr和Zr／Rb值记录了较弱的化学风化过程,     

基于三维激光扫描技术的超高压输电线路巡线技术研究

本文将三维激光扫描技术应用于超高压输电线路的检测与维护中。与传统的线路检测与维护方法相比较,三维激光扫描技术提供了一种方便、快捷、高效的三维数据获取手段,在此基础上,方便地计算超高压输电线路维护过程中所需的各项参数,如档距、高差、弧垂、导线的相间距离等。一方面,可以有效地论证输电线路的设计方案是否合理;另一方面,也可以合理确定故障频发地段,为电网的安全稳定运行提供了可靠的技术保障。     

太湖MS岩芯重金属元素地球化学形态研究

采用BCR三步提取法对太湖MS岩芯沉积物中Cu、Fe、Mn、Ni、Pb和Zn等6种重金属元素的化学形态进行了研究.结果表明,有效结合态的Cu、Ni和Pb主要以有机物及硫化物结合态、Fe-Mn氧化物结合态存在,Fe和Zn主要以Fe-Mn氧化物结合态存在,Mn主要以可交换态及碳酸盐结合态存在;Fe-Mn氧化物结合态的Ni、Pb和Zn与可还原态的Mn有较好的正相关关系,有机物及硫化物结合态的Cu、Mn、Ni、Pb和Zn与有机碳含量有较好的正相关关系;重金属形态分布体现了重金属元素地球化学性质的差异,以及重金属形态含量与沉积物理化性质的关系.沉积岩芯重金属元素形态垂向变化规律及次生相富集系数表明,Cu、Mn、Ni、Pb和Zn在沉积岩芯13～4 cm有效结合态含量较稳定,为自然沉积;4～0 cm有效结合态含量明显升高,存在一定程度的人为污染.根据137Cs测年结果判断,沉积岩芯Cu、Mn、Ni、Pb和Zn等重金属污染开始于20世纪70年代末期,主要污染元素及污染历史与太湖流域污染工业类型及经济发展阶段相吻合.     

河北牛驼镇地热田高温地热水成因分析

牛驼镇地热田以基岩热储层最优,是目前地热田开发利用条件最好的热储层。牛驼镇基岩热储水温60℃~100℃,顶板埋深最浅处小于500m,一般为800~1500m,涌水量50~110 m3/h。基岩地热水水化学类型为Cl—Na型水,偏硅酸浓度46~92mg/L,偏硼酸浓度5.0~33 mg/L,氟浓度5.41~11 mg/L,是优质的理疗矿泉水。本文着重从构造运动的角度分析了牛驼镇高温地热水的形成。阐述了自元古代的吕梁运动开始至二叠纪期间,研究区在经过"三降两升"的五个地史发展期中不仅沉积了良好的基岩热储层,亦储藏了丰富的水源。随着新生代喜山运动的活跃,在牛东等断裂的控制下,牛驼镇凸起发育成熟,在此过程中,牛驼镇凸起暴露地表,沉积了新近系和第四系,构成基岩热储的良好盖层。另外,由于基岩热储岩性的热导率较高及埋藏深度较浅,使得牛驼镇地热田拥有相对较高温度的地热水资源。     

近800a来内蒙古岱海湖水的盐度定量及其气候意义

在干旱半干旱地区 ,封闭湖泊的湖水盐度对气候变化反应敏感。首先通过现生介形类 (Lim nocytherecf.inopinata)壳体与湖水Sr/Ca比值的测定确定了Sr/Ca的分配系数 ;然后测试现代岱海湖水盐度与湖水Sr/Ca比值 ,建立湖水盐度与湖水Sr/Ca比值的函数关系 ;最后利用湖泊沉积剖面中介形类壳体的Sr/Ca比值定量恢复了岱海湖水近 80 0a来的盐度。通过分析岱海湖水盐度变化过程 ,揭示了研究区小冰期前期降水增加的冷湿气候 ,这明显不同于东部其它地区的冷干气候 ;研究区在小冰期中后期以偏干旱气候为主 ,这与东部其它地区干冷气候相一致 ;推测了 2 1世纪初 10～ 2 0a ,岱海地区降水将有所增加 ,干旱趋于缓和。