中国环境遥感监测技术进展及若干前沿问题

新时期中国环境污染防治和生态文明建设的迫切需求催生了环境遥感监测技术的迅速发展,20多年来,中国环境遥感监测从无到有,从弱到强,逐渐进入到国家生态环境保护的主战场,并成为国家环境管理决策不可或缺的重要技术手段,发挥了关键性支撑作用。面对实行最严格的生态环境保护制度、科学治污、精准治污、依法治污的新形势和新要求,中国环境遥感监测面临前所未有的机遇和挑战。本文首先以环境监测卫星建设和应用为主线,回顾了中国环境遥感监测工作历程;然后从典型关键技术研究概况入手,总结了水环境遥感监测、大气环境监测、生态环境监测关键技术的进展;最后,结合高性能对地观测、大数据等先进技术的发展,对后续环境卫星、生态环境问题遥感主动发现、环境遥感监测大数据、基于深度学习的环境遥感反演等前沿问题进行了探讨,指出了中国环境遥感急需解决的问题和发展方向,并对相关技术的发展和应用前景进行了分析和展望。可以看到,在国家有关部门的高度重视和作者所带领团队及大量相关研究人员的共同努力下,中国已初步建立了环境遥感监测技术体系,并形成了业务化应用能力,以高分辨率探测为核心的新一代环境监测卫星正在得到快速发展,环境专用卫星载荷的技术性能将得到大幅提升,同时,环境遥感机理研究正得到进一步加强,环境遥感监测的精度和效率将得到进一步提升,中国环境遥感监测正在与人工智能、大数据等新技术加速融合,从以数理建模为核心的模型驱动时代进入到以智能感知为特征的数据驱动时代,由此将催生新的环境遥感应用场景和大数据产品不断涌现,推动环境遥感监测向智能感知、智能预警、智能决策、智能服务的方向发展。     

Seasonal fluctuations of tissue mercury contents in the European shore crab Carcinus maenas from low and high contamination areas (Ria de Aveiro, Portugal)

The main objective was to study the seasonal variation of mercury concentrations in different tissues (muscle, hepatopancreas and gills) of Carcinus maenas from low and high Hg contaminated areas, a valuable resource in temperate estuaries and a possible pathway for human uptake. Individuals of two size classes (around 35 and 55 mm cephalothorax wide) were captured monthly between March 1999 and May 2000 in two areas of Ria de Aveiro: in the main navigation channel that connects the lagoon to the sea, and in the inner lagoon area heavily contaminated by mercury (maximum Hg in sediments of 5.4 microg g(-1)). Pronounced decreases in salinity and temperature and reduced food availability in winter seemed to be the responsible for the decline of the crab condition index (0.75-0.45) in larger individuals. Muscle and hepatopancreas exhibited higher mercury concentrations than gills, with concentrations in the contaminated site ranging from 0.03 to 0.63 microg g(-1) and 0.02 to 0.34 microg g(-1), respectively. Linear regressions between muscle and hepatopancreas (r=0.94, p<0.001) and muscle and gills (r=0.97, p<0.001) suggested a rapid redistribution of mercury inside the organism. During winter, a rapid elimination of mercury was found in the three analysed tissues followed by uptake. Larger crabs presented elimination rates from 18 to 34 ng g(-1) per week, while the smaller crabs showed lower elimination rates (10-24 ng g(-1) per week). The uptake was similar in both size classes (11-15 ng g(-1) and 8.1-15 ng g(-1) per week, respectively for large and small crabs). Our results suggest that C. maenas harvested in the contaminated areas must be considered with caution, since Hg concentrations were found to exceed the threshold concentration allowed for human consumption (0.5 microg g(-1)).     

地图投影的坐标变换——第五讲 方位投影的反解公式

对方位投影的坐标反解在正轴投影情况下是比较容易的，可以直接利用投影公式反解，而在斜轴与横轴情况下，首先需将投影的直角坐标反解为球面坐标Ａ、Ｚ，而后再将球面坐标反解为地理坐标ψ、λ。     

基于GIS西北干旱区荒漠化危险度的研究

研究区为我国西北干旱区,在行政区划上包括新疆、甘肃、青海、内蒙古、宁夏和陕西6个省、自治区,涉及西北6省的213个县、市、旗,其面积约占西北六省的71．8％．采用的数据包括气象数据、各类环境统计数据、社会、经济人口数据、1：400万的基础地理数据及NDVI数据。在吸取前人研究成果的基础上,结合研究区的实际情况,确定了影响西北干旱区土地荒漠化危险度的评价指标体系。根据这一评价体系,建立了荒漠化危险度综合评价模型,从自然气候条件、内在危险性、土地现状和社会经济活动四个方面对研究区土地荒漠化危险度进行了评价。结果表明,整个研究区荒漠化程度较为严重——研究区内以中度荒漠化、荒漠和轻度荒漠化为主,其中轻度和中度荒漠化在研究区内均有广泛分布：重度和极重度荒漠化主要分布在荒漠的周围：潜在荒漠化主要分布在阿尔泰山、天山等高大山系的山麓以及内陆河流域流经的地方。     

卫星遥感技术在环境保护中的应用:进展、问题及对策

从国家环境保护管理对卫星遥感技术的需求入手,主要论述了水环境、大气环境、生态环境遥感监测技术进展情况,介绍了环境一号卫星工作进展以及已开展的环境遥感基础研究及应用示范工作现状;从环境遥感监测专用卫星载荷、应用关键技术及业务化应用系统建设等方面指出了卫星遥感技术在我国环保应用中面临的主要问题,并针对性地提出了环境遥感监测与应用方面的对策和建议。     

分形,分维及其在地图制图中的应用

分形理论是一门新兴的数学分支,在自然科学的许多领域中具有广泛的应用。近年在地学中的应用也十分活跃。本文结合国内外学者的有关成果和作者的一些工作,简要介绍分形理论的基本概念以及在地图制图学中的若干应用,同时指出分形理论用于地图制图学中有关问题研究的价值和前景。     

环境一号卫星及其在环境监测中的应用

2008年9月发射的环境一号卫星是中国自主研发的首颗专门用于环境与灾害监测的新型卫星,对中国环境遥感监测技术发展与应用具有里程碑意义。围绕环境一号卫星应用关键技术研究与业务运行,首先对在大量研究基础上形成的环境一号卫星技术性能指标进行了介绍和分析,给出了环境一号卫星CCD、红外和超光谱数据的实例,并从几何精度和辐射特性等多个方面对环境一号卫星数据质量进行了分析和评价;然后从大型水体环境遥感监测、区域环境空气遥感监测、宏观生态环境遥感监测的角度,系统提出了环境一号卫星的应用需求;在此基础上设计了包括业务流程和数据产品定义在内的环境一号卫星应用方案;最后将所建立的基于环境一号卫星的环境参数反演方法用于京津塘地区气溶胶光学厚度及巢湖叶绿素a浓度反演,显示了环境一号卫星应用的作用和效果。     

结合混合源面波与三分量频率谐振的浅震勘探在城市地质结构精细划分中的应用

结合了混合源面波与三分量频率谐振的浅震勘探技术,综合了主动源面波探测精度高和被动源面波探测深度大的优点,同时增加了三分量频率谐振拟波阻抗比值这一参数进行综合推断解释,大大提高了探测的分辨率和准确性.采用该浅震勘探技术在成都天府国际生物城开展了浅层地质结构的精细化探测工作,快速获取了工作区60 m以浅地层结构的三维S波速度及三分量频率谐振拟波阻抗比值分布特征,利用波速与波阻抗的差异性,结合大量的工程钻孔资料标定,实现了对地层结构的精细划分,同时也证明了该浅震勘探技术在城市浅层地质结构精细化探测中的有效性.     

面向制图线自动综合的分维估值方法及其应用

本文将分形理论中的分维计算与数据压缩中的光栏法基本原理相结合，提出了一种专门用于制图线自动综合的分维估值方法及其相应的自动综合算法。用该方法求出的分维数，可从数量上反映制图线形状结构特征随描述它的阈值变化的规律，基于该方法的自动综合算法可较好地实现制图线自动综合过程的数量化和模型化，并使制图线形状结构特征得以有效保持。