储油罐气态污染物计算方法的选择及污染控制

储罐无组织排放的定量估算是石化企业污染源核查的重要项目。通过对比分析美国国家环保局(EPA)、美国石油学会(API)及中国石油化工(CPCC)系统经验公式等3种常用定量方法的应用情况,选择储罐区预测大气污染物的最佳方法,进而确定对储油罐的油品蒸发损耗量。结果表明:采用浮顶罐可减少小呼吸损耗,设置油气回收设施可减少大呼吸损耗,EPA公式较适合轻质油品,CPCC公式较适合拱顶罐,并提出减少油品损耗量的防治措施。     

青藏高原那曲地区非均质土壤导温率的变化及土壤温度数值模拟

土壤中的热传输是地-气能量交换的组成部分,而非均质土壤导温率/导热率的获得是研究土壤热传输过程中的一个难点,是至今仍未很好解决的问题.分析了一维热传导方程在非均质土壤条件下的适用形式,利用青藏高原那曲站实测土壤温度资料,计算了非均质土壤导温率,计算结果表明,土壤导温率有明显的随深度和季节的变化.利用考虑非均质土壤导温率参数的土壤温度数值模式,对那曲地区各层土壤温度的年变化进行了模拟试验,模拟结果显示,按冷季和暖季分别采用两组不同的土壤导温率,对土壤温度的年变化已有较好的模拟效果.     

Assimilating ASAR data for estimating soil moisture profile using an ensemble Kalman filter

Active microwave remote sensing data were used to calculate the near-surface soil moisture in the vegetated areas. In this study, Advanced Synthetic Aperture Radar （ASAR） observations of surface soil moisture content were used in a data assimilation framework to improve the estimation of the soil moisture profile at the middle reaches of the Heihe River Basin, Northwest China. A one-dimensional soil moisture assimilation system based on the ensemble Kalman filter （EnKF）, the forward radiative transfer model, crop model, and the Distributed Hydrology-Soil-Vegetation Model （DHSVM） was developed. The crop model, as a semi-empirical model, was used to estimate the surface backscattering of vegetated areas. The DHSVM is a distributed hydrology-vegetation model that explicitly represents the effects of topography and vegetation on water fluxes through the landscape. Numerical experiments were con- ducted to assimilate the ASAR data into the DHSVM and in situ soil moisture at the middle reaches of the Heihe River Basin from June 20 to July 15, 2008. The results indicated that EnKF is effective for assimilating ASAR observations into the hydrological model. Compared with the simulation and in situ observations, the assimilated results were significantly improved in the surface layer and root layer, and the soil moisture varied slightly in the deep layer. Additionally, EnKF is an efficient approach to handle the strongly nonlinear problem which is practical and effective for soil moisture estimation by assimilation of remote sensing data. Moreover, to improve the assimilation results, further studies on obtaining more reliable forcing data and model parameters and increasing the efficiency and accuracy of the remote sensing observations are needed, also improving estimation accuracy of model operator is important.     

日本大地震福岛核污染物扩散传输区域模拟研究

2011年3月11日日本大地震引发了福岛核电站放射性污染物泄漏事故.根据日本官方公布的污染物释放量,通过核泄漏放射性物质的源项设计,采用CMAQ模式中PM2.5作为核污染物的示踪物,并考虑核污染物扩散和干湿沉降过程等,建立了基于大气模式WRF和空气质量模式Models-3/CMAQ的耦合模式系统.在此基础上,分别采用30和4km模式水平分辨率对放射性污染物中远距离和近距离(局地)扩散传输路径和强度进行了5天数值模拟.中远距离模拟结果表明:福岛核事故发生之后,受西风带影响,放射性污染物大部分时间向太平洋东部方向扩散,5天后到达美洲大陆,但浓度仅相当于福岛核电站附近的10-7左右,模拟的污染物到达美国的时间与加利福尼亚州3月18日的监测结果基本吻合,同时发现,由于高空西风风速大于低层,污染物的分布随高度形成向东倾斜的垂直结构.对近距离(局地)高分辨率模拟结果表明:伴随气旋过程的大风和降水可加快污染物的扩散传输和局地沉降,同时,气旋性环流又可使污染物改变传输路径,甚至对局地造成重复影响.污染物于3月14日18时扩散到日本本州岛东南部,模拟结果与当地观测的吸收剂量率增加时间基本一致.结果表明,福岛核事故放射性污染物主要以向东扩散传输为主,即使在气旋系统的影响下,对日本本土的影响时间较短,因此从大气条件角度看,福岛核电站的选址比较科学,对其他核设施的选址和保护具有借鉴意义.     

使用多角度积雪光谱验证渐进辐射传输理论

双向反射分布函数（BRDF,Bidirectional Reflectance Distribution Function）反演作为定量遥感的重要研究方向,其定量化地描述了地表反射的各向异性特点. 传统的积雪BRDF反演主要采用ROSS+LI核,采用贝叶斯概率统计的方法或者采用最小二乘的方法进行求解系数,方法简单可行,但是这些模型对积雪的物理特性定量描述不是太全面. 积雪是一个复杂的体系,众多因素对BRDF影响较大,如雪粒径与雪污化物,传统的ROSS+LI核不能定量地描述这些因素对积雪的BRDF的影响. 渐进辐射传输算法,以其计算简单,运算速度快而不降低辐射传输的精度,被广泛地运用到定量遥感之中. 利用此理论进行积雪BRDF反演及验证,首先进行积雪的雪粒径反演,采用了渐进辐射传输模型建立光谱库;其后确定中心波长1.03 μm作为最佳雪粒径反演波段,同时采用此理论反演了雪污染量;最后利用已有的雪粒径与反演的相对污化物含量进行BRDF重构. 实验表明：基于渐进辐射传输的积雪BRDF具有可行性,精度能够满足生产之用,同时产生的中间产品,如雪粒径、雪污染等,可以广泛地运用于生产实践之中. 通过此方法能够有效地将积雪遥感的雪粒径、雪污染、BRDF串联起来,方便积雪快速定量化描述.     

耗散作用对大气中声波传播影响的数值研究

通过结合保色散关系空间差分格式和Runge-Kutta时间格式的数值方法,研究了耗散作用对声波传播的影响.结果表明,耗散的不均匀性会同时影响声波的传播轨迹和传输损耗.不均匀的耗散会使得波包上部和下部承受不同程度的衰减,造成波包能量中心向弱耗散方向移动,使波包能量中心的传播轨迹发生偏折.与此同时,声波的传输损耗也受到了改变：与无耗散情况相比,声波的几何扩散衰减受到抑制;与均一耗散情况相比,声波的大气声吸收明显减小.由于声波衰减系数与声波频率的平方成正比,耗散作用使声波传播具有色散性质.不均匀耗散对于声波波包能量中心传播轨迹的偏折作用随频率的增加而增强.     

基于蚁群算法的水下传感网网络生存期延长策略研究

随着海洋强国战略的推进和实施,水下传感器网络广泛应用于海洋资源探测、污染监测、辅助导航和水下军事侦察等领域,具有十分重要的意义。由于水下传感器所携电池充电或更换困难,如何减小传输能耗、在传感器能量受限的情况下提升网络生存期是亟须解决的关键问题之一。据此,提出了一种动态蚁群路由算法,考虑了每次传输后的节点剩余能量,作为路径优化的条件之一,基于蚁群算法在每次传输中选择最优路径,并在每次传输完成后更新路由表,让更多的节点参与信息传输,以提高节点的利用率。仿真结果表明：动态蚁群路由算法同时兼顾了能耗平衡和最小传输能耗,大大提高了网络生存期。分析结果对水下传感器网络的路由协议设计有一定的参考意义。     

利用6S模拟大气效应

遥感成像过程中由于大气辐射传输过程会导致遥感影像偏离真实地物影像。介绍了利用6S软件计算结果对这一情况进行模拟的详细步骤,是一种新的影像仿真方法和途径。     

自动驾驶高精地图的信息传输模型

高精地图的“非视觉”和面向机器特性,使其与传统面向人的时空产品有明显不同,相应的描述地图主、客体及其与产品之间关系的传输模型也面临巨大变革。已有的传输模型重构了上述关系,包括新增用户个性信息及其传输,但也存在信息传递工具仍采用面向人而非机器的地图语言等不足。为此,结合自动驾驶中地图信息的传输特点,构建面向机器认知的高精地图信息传输模型,通过对已有的传输模型进行扩展：GIS语言代替地图语言,将用户个性信息整合到高精地图的用户图层中,将行动指导扩展为行动实践。研究结果表明,构建的全机器认知的高精地图信息传输模型实现了地图信息认知的主体由人到机器的扩展,适应了高精地图在感知、定位、规划、控制等传输过程中全人工智能的特性。所提出的模型一方面有助于准确把握高精地图的本质及内容结构,提升认知效果;另一方面,对驾驶服务具有重要的指导作用,包括内容选取、表达方法、系统功能框架设计等,提高传输效率。     

基于小波分析的累进图像编码方法

本文提出了一种基于小波分析实现的图像累进传输的编码方法,首先,对图像进行小波分解,然后,将分散的各层系数以一种由因果邻域内确定的一致性度量按从大到小的方法自适应扫描到一个一维阵列中,再分别对此一维阵列进行熵编码,解码时,以分辨率由高到低的顺序逐层解 码,也可以根据需要,部分地解码,从而在一定程度上实现可伸缩性编码,使于图像以辊进的方式传输,此算法在压缩化,视觉特性及信噪方面均具有令人满意的结果。