太原市黑臭水体遥感识别与地面验证

城市黑臭水体整治是城市水环境治理的一项重要工作。本文通过构建黑臭水体遥感识别模型,解决城市黑臭水体整治过程中黑臭水体的识别问题,实现城市黑臭水体空间分布快速定位与排查。通过分析黑臭水体形成机理和试验数据,从光谱特征上构建反映水体清洁程度的光谱指数（WCI）,从图像特征上构建水体颜色、次生环境、河道淤塞、岸边带垃圾堆放等解译标志,综合光谱指数和解译标志共同进行黑臭水体遥感识别。利用该方法对太原市建成区内黑臭水体空间分布进行排查识别,共得到疑似黑臭河段14条,长度为52.530 km。经验证,除去断流影响外,遥感识别黑臭水体点位精度为92.86%,遥感识别黑臭河段长度精度为78.19%。在精度验证基础之上,进一步分析了黑臭水体遥感识别光谱指数和各项解译标志在黑臭识别中所占的权重,其中光谱指数和水体颜色二者权重最大,分别占29.60%和27.10%,是构成遥感识别黑臭水体的主要特征标志。通过两时相影像识别结果比对表明,WCI指数能够明显反应黑臭水体变化特征。因此,利用本文方法进行城市黑臭水体遥感识别具有很高的精度,在城市水环境整治过程中具有重要的应用价值。     

基准网辅助的大区域卫星影像区域网平差技术

针对目前使用数字正射影像图(DOM)作为控制资料,纠正卫星影像,容易造成几何形变的误差传递的问题,该文提出了构建原始影像基准网,进行大区域卫星影像区域网平差的方法。该方法使用外业控制点作为地面控制资料,激光点云生产的数字高程模型(DEM)数据作为高程资料,利用区域网平差技术解算基准网影像的有理多项式系数(RPC)文件,配合DEM辅助弱连接点检测技术增强基准网的稳健性,而后利用高精度连接点匹配基准网解算同源待平差影像的RPC文件。该文使用该方法建立了基于39景高分二号影像的河南安阳、鹤壁地区的基准网,并对两景新增影像进行平差处理。结果表明,平面中误差为1.6m,达到1∶10 000数字正射影像生产的精度要求,相邻影像之间的几何拼接精度优于1个像素,满足了无缝拼接。     

基于Landsat卫星的沈阳市土地覆盖变化研究

土地利用、土地覆盖变化(LUCC)是当今遥感领域的重要研究课题,也是地学界、生物学界、环境学界等关注的热点问题之一^[1]。特别是对大城市的土地类型变化研究,有利于揭示城市化进程中的空间变化规律。本文利用沈阳市1990、2000、2010年3期Landsat系列卫星数据,经过空间配准、相对辐射校正、图像增强等预处理,分别对3期遥感图像进行监督分类,提取土地类型转换信息并进行景观格局分析^[2]。结果表明,20年间沈阳市土地覆盖变化主要表现为耕地和建筑用地的转变,其中1990—2000年,耕地和建筑用地均有缓慢增加;而2000—2010年耕地面积明显减少,建筑用地显著增加,城市化进程大大加快。本文成果对沈阳市未来城市规划和可持续发展相关政策的制定有一定的参考价值。     

改进权重的京津冀可达性时空变化对比分析

以2000年和2015年两个时间断面京津冀地区最省时的交通网络为基础数据,利用ArcGIS网络分析模块,分析节点城市可达性的时空变化规律。在研究方法上突出强调某一时间断面最省时的交通网络体系和通过节点中心度改进的加权平均旅行时间。结果显示：京津冀区域的可达性格局变化较大,可达性整体提升的同时,处于第一阶梯的区域大幅扩张;总体而言,区域内可达性从优到差排序依次为：中心城市、东部和南部城市、北部城市;交通方式的变革极大地改善了区域可达性,各城市的加权平均旅行时间普遍缩减50%以上,中部和南部城市的变化率要远远大于北部城市;张家口和承德两市受山地地形和交通基础设施的限制,可达性一直处于较低水平。     

植物始花期对气候变化响应的激素调控机理研究进展

植物物候对气候变化的响应非常敏感,是指示全球变化对生态系统影响的重要证据。其中植物花期变化影响植物繁殖与进化,具有重要意义。大量研究表明,随着全球气候变暖,北半球植物始花期普遍提前。而关于气候变暖对植物始花期影响的内在机理并没有明确解释。植物激素是植物体内对植物开花等生理活动有显著调控作用的有机物,可对环境刺激作出响应并直接参与调控植物始花期,导致始花期的提前或延后。对植物激素在植物中表达与变化的精确测定有助于了解植物始花期对气候变化响应的内在机理。论文综述了植物激素对植物开花时间的调控作用以及目前植物激素最先进的检测方法,探讨了植物激素及相关代谢产物在植物体内的含量变化对植物始花期的影响;提出通过植物激素研究植物始花期对气候变化响应的激素调控机理,为探索植物物候对气候变化响应提供新的研究思路与手段。     

米氏凯伦藻(Km02)共培养细菌群落的研究

米氏凯伦藻作为我国沿岸典型的有毒赤潮甲藻,近年来赤潮频度越来越密,赤潮规模越来越大,持续时间也越来越长,造成了严重的经济损失,并且威胁到海洋生态系统的健康。众多研究表明藻际细菌可能是影响赤潮生消与有毒藻产毒的关键生物影响因子。为揭示米氏凯伦藻共培养菌群的物种多样性信息,本文通过高通量测序技术手段,分析了我国沿岸产米氏凯伦藻(Km02)共培养菌群的种类、丰度、多样性及系统发育信息。结果显示,米氏凯伦藻(Km02)共培养菌群共有40个种与已有数据库匹配,隶属于4个门(Phylum),11个纲(Class),21个目(Order),26个科(Family),37个属(Genus)。其中优势菌属有8个(5%),分别为Balneola(20.28%)、 Marinobacter(19.25%)、Rhodobacteraceae科下的未知属(13.15%)、Alteromonas (8.88%)、Methylophaga (8.17%)、Thalassospira(6.24%)、Reichenbachiella (5.92%)及Mesoflavibacter (5.41%)。研究结果表明我国沿岸产米氏凯伦藻(Km02)含有生物多样性较高的共培养菌群,且具有探寻未知海洋细菌的潜力,同时该研究结果也为未来更进一步研究细菌群落对米氏凯伦藻赤潮暴发与消亡,以及产毒特性等机制的研究提供了实验方法与奠定了理论基础。     

环胶州湾流域总氮总量控制指标体系研究

通过建立胶州湾ECOM三维水动力-生物地球化学耦合模型,采用浓度梯度积分法和水质模拟-数学规划法,构建了环胶州湾流域总氮总量控制指标体系,包含胶州湾总氮环境容量、环胶州湾流域污染源、子流域、行政区和入海控制单元总氮总量控制指标。结果表明:研究海域总氮海洋环境容量为1.8×10~4 t/a,且季节变化显著(P<0.05),夏季最高,春季次之,秋季和冬季较低;环胶州湾流域68个点源污染源总氮总量控制指标合计1 040.78 t/a,总氮面源总量控制指标为3 947.5 t/a;环胶州湾1 281个子流域、125个乡镇、10个区市和10个入海控制单元总氮污染物总量控制指标具有显著的空间差异(P<0.05);位于胶州湾湾顶区的入海控制单元的总氮污染物需削减量较高,位于湾口的入海控制单元需削减量较低。研究结果可为相关管理部门有效利用胶州湾海洋环境容量资源及制定相关决策提供科学依据。     

秦皇岛七里海潟湖湿地非繁殖期鸟类多样性

2016年9月至2017年4月,采用样线法和可变大小样方法相结合,对七里海潟湖湿地非繁殖期鸟类进行了调查研究。调查共记录到鸟类13目27科60种,其中雀形目鸟类10科14种,占物种总数量的23. 33%;非雀形目鸟类17科46种,占物种总数量的76. 67%。湿地水鸟数量占全部鸟类总数量的95. 11%,水鸟类群主要为鸥类、雁鸭类、鸻鹬类和鹭类。鸟类居留类型主要为旅鸟和夏候鸟,分别占物种总数量的35. 00%和33. 33%。鸟类区系方面,以古北界鸟类和广布种鸟类为主,分别占物种总数量的63. 33%和26. 67%。经统计,鸟类多样性指数、均匀度指数和丰富度指数的平均值分别是1. 86、0. 39和2. 31。七里海潟湖湿地位于东亚—澳大利西亚迁徙路线上,是重要的鸟类迁徙停歇地和觅食地,鸟类尤其是水鸟资源丰富,应当受到关注和保护。     

30m级光学/红外望远镜的宽视场多目标光谱仪

宽视场多目标光谱仪具有宽波段、多分辨率模式和高通光效率的特点,是极大望远镜终端仪器使用率最高的通用型仪器. 30 m级望远镜的宽视场多目标光谱仪因体量和成本急剧增加而面临重要挑战,同时天文学的不断发展对天文新技术的发展提出了更高的要求,尤其是多个巡天项目对于多目标光谱后随观测的迫切需求.综述了几类宽视场多目标光谱仪的发展现状,介绍了国际3架30 m望远镜宽视场多目标光谱仪概念设计的最新进展和仪器特点,着重介绍了中国参与研制的30 m望远镜(TMT)中的宽视场多目标光谱仪的相关进展.     

面向城市道路的多传感器融合定位导航技术

方便地获取高精度、高可靠的轨迹数据是交通、旅游等行业智能化发展的关键。鉴于此,本文设计一款集GPS、SINS和OBD于一体的多源车载组合导航系统来收集轨迹数据,提出数据融合的方法来弥补因传感器噪声导致的位置累积误差,并在GPS失锁时有效预测轨迹位置信息。此方法通过梯度提升与决策树相结合建立INS误差补偿模型,并引用粒子群算法优化模型的回归参数,可有效避免误差积累;再利用联邦滤波器实现GPS、SINS和OBD数据融合,提高了轨迹信息的准确性。实际道路测试证明,基于此方法的组合导航系统,在多种路况下可收集连续精准的轨迹数据。