城镇化生态风险预警系统设计与关键技术研究

城镇化的快速发展,对周围的生态环境构成了巨大的威胁,城镇化的过程中存在的不确定性发展变化因素影响了城市生态风险预警的准确性,甚至会导致错误的风险管理决策。以CLUE-S模型和灰色数学模型为关键预警技术,利用CLUE-S模型预测城镇化过程中空间信息变化的趋势,利用灰色数学模型预测监测和统计的非空间信息指标的发展趋势,最终形成了以GIS技术为核心的生态安全信息数据库,并通过空间研究和基础数据分析建立城镇化生态风险预警系统,可时时掌握区域的生态承载力风险警情,且可针对不同的城市发展状态进行不同的预案预测,以为区域生态安全管理提供准确可靠的辅助决策支持。     

我国生态安全预警研究进展

总结了国内关于生态安全预警的含义、理论基础、评价方法、模型及预警系统构建等方面的主要研究成果,并对未来生态安全预警研究需要加强的方面提出了建议.     

基于MODIS的乌梁素海“黄苔”监测预警系统

乌梁素海暴发的"黄苔"对其周边地区的生态、经济造成了严重的破坏,对"黄苔"进行监测预警对于改善湖区及周边地区的生态环境以及经济的可持续发展具有重要意义。以物联网的4层设计内涵思想为指导,构建了基于MODIS数据的乌梁素海"黄苔"监测预警系统,实现了"黄苔"监测预警平台的信息化与系统化。经验证,该模型的计算结果合理、可靠,基本达到了业务需要的精度。     

基于MATLAB GUI的生态压力预警系统设计与实现

在全球生态环境问题日益凸显的背景下,基于生态足迹理论,构建了生态压力指数模型,将生态压力这一定性问题进行定量化研究;依据生态压力指数等级划分标准,创建了生态压力预警机制,对区域生态环境进行预警;利用MATLAB的图形用户界面(GUI)开发了生态压力预警系统,实现了对区域生态压力状况的可视化、自动化评价与实时预警。同时,利用该系统对广东省生态压力状况进行中短期评价和预警。结果表明,2010-2013年,广东省人均生态足迹逐年增加,由2.586 5 hm~2增加到2.968 9 hm~2;人均生态承载力呈现小范围波动性变化,基本维持在0.445 4~0.468 5 hm~2;生态压力指数逐年增加,由5.705 3增加到6.665 5,年均增加5.3%。总体而言,广东省近年的生态压力不断增加,均出现生态赤字,生态环境状况为极不安全,经济社会发展处于不可持续状态。     

沿海港口总体规划生态承载力环评技术方案

生态承载力评价是区域经济社会可持续发展的重要参考基准,但常规区域生态承载力综合评价方法不能针对规划项目产生的具体资源环境效应及其空间影响格局展开评估.研究基于压力(P)-状态(S)-响应(R)模型,以沿海港口总体规划生态承载力环评为例,在分析港口总体规划对海岸带潮上带、潮间带、潮下带3类生态环境空间产生不同资源环境压力类型的基础上,探索建立了包括陆域土地资源承载力评价、潮间带岸线资源承载力评价、潮间带围填海承载力评价、潮下带水环境容量评价及海岸带生态系统承载力评价在内的海岸带工程项目生态承载力环评技术方案,以期提升海岸带开发利用自然资源、保护生态环境的科学性,并为推进我国工程项目生态承载力环评技术革新提供借鉴.     

矿业城市生态承载力动态分析

鞍山市是我国重要的矿业城市,也是我国最大的钢铁生产基地之一,研究其生态承载力状况并预测其发展趋势,可为鞍山市可持续发展提供决策依据。基于矿业城市独特的生态系统内涵,建立了鞍山市生态承载力评价指标体系,运用熵值理论为基础的综合评判法,评价了"十五"期间鞍山市生态承载力状况,探讨了2010年鞍山市生态承载力变化趋势。结果表明:"十五"期间,鞍山市综合生态承载力处于临界安全状态,整体上呈现增长趋势,但经济压力、资源压力和生态健康等指标发展水平仍较低。生态承载力从超载逐渐转变为盈余状态,系统间协调度不断提高。按照鞍山市总体规划水平预测,2010年鞍山市综合生态承载力达到较安全状态,各指标没有低于临界安全的;生态承载力承载度和协调度进一步提高。运用综合评判法较客观地反映了鞍山市"十五"期间生态承载力状况,并进行了相对可靠的预测,可为其他地区生态承载力研究提供一定的借鉴。     

基于景气指数法的中国环境承载力预警

针对目前环境承载力预警相关研究不足的问题,采用景气指数法构建针对我国环境承载力的预警方法体系,并对我国2001年~2014年的环境承载力预警进行实证研究：在此基础上对我国31个省（直辖市/自治区）（不含港澳台地区）2004~2014年的环境承载力预警进行实证研究.结果表明：本研究建立的预警系统结果与真实社会经济发展趋势和环境承载情况吻合良好,预警效果显著,方法具有一定的可行性;预警结果显示：我国各地区环境承载力状态有所差异,全国整体环境承载力承载状态趋好,但未来依然要警惕可能面临环境承载力的超载情况,采取相应措施,减少经济发展对环境造成的压力,提高环境自身承载能力.     

大型枢纽机场可持续发展综合指数测度及预警

针对大型枢纽机场停车乱、航空噪声突出、航空垃圾处理不力、机场运营对生态环境质量的影响等多种问题,研究探讨大型枢纽机场可持续发展定量测度及预警问题.构建多目标多子系统简洁实用型指标体系.利用综合指数法给出大型枢纽机场可持续发展综合度测度模型.采用AHP-熵主客观综合赋权法确定各指标权重.建立大型枢纽机场可持续发展动态诊断预警系统,运用灰色人工神经网络最优组合预测法对指标属性值进行预测.对上海浦东机场进行可持续发展预警实例分析,结果表明,研究样本期内系统运行处于轻警区.大型枢纽机场可持续发展预警系统可行.具有满足实际部门应用的能力.     

重庆市耕地生态承载力水平时空差异分析

以重庆市为例,建立耕地生态足迹模型,在修正了Wackernagel提出的耕地产量因子的基础上,从分区县尺度对重庆市2000—2009年间的耕地生态承载力时空差异进行了研究.结果表明:2000—2009年间,重庆市内部各区县耕地生态承载力水平的高低差距逐渐缩小,耕地生态承载力超载现象日趋严重.10年间,重庆市40个区县在不同耕地生态承载力水平等级上的数量分布大致呈"M"型:耕地生态承载力水平属于严重超载和临界超载的区县数量处于"M"型的两个顶端,属于超载的区县数量处于"M"型中间,属于平衡有余和盈余的区县数量的处于"M"型的两个低端.重庆市属于耕地生态承载力水平与社会经济发展水平相对应的区县已从2000年的13个增加到2009年的18个,主要表现在高-中对应型的区县数量增加方面,区域经济发展水平超前于其所对应的耕地生态承载力水平的区县数量已由2000年的11个增加到2009年的15个,而区域社会经济发展水平滞后于其所对应的耕地生态承载力水平的区县数量则不断减少.该研究可为重庆市的区域耕地生态安全预警、土地利用总体规划及区域可持续发展提供科学依据和决策支持.     

太湖湖泛高发区物联网监测技术与预警系统

针对太湖湖泛高发区,利用物联网水质环境监测技术,建立实时监测网络和应急管理预警系统框架.结合当前湖泛成因机理研究和历史数据资料,重点对水质监测子系统、预警子系统和基础数据管理子系统的功能实现进行阐述.同时,将网络技术、无线传感技术和生态感知技术融入到水环境监测预警中,构建具有生态感知、多网接入、智能处理和综合管理等功能的太湖湖泛预警系统.为进一步加强太湖湖泛水体的监控与预警系统的建立提供可操作的思路.     

特大型城市资源环境承载力监测预警指标体系的构建——以成都市为例

本研究以成都市为例,讨论如何构建特大城市资源环境承载力监测预警指标体系。在分析当地的资源环境现状的基础上选取水资源承载力、水环境承载力、大气环境承载力、土地承载力和生态承载力5个一级评价指标和若干个二级指标,由专家评分法确定权重,采用综合评价的方法对资源环境承载力进行测算,并将承载状态分为不超载、临界超载和超载三种,以此来对城市资源环境承载情况就行评判和预警。成都市资源环境承载力的测算结果显示,2014至2016年,成都市资源环境承载率分别为0.33、0.32和0.38,均属于临界超载的状态,但从趋势来看,临界超载状态在缓解,研究指出这与成都市近年来加大资源环境保护力度有关。     

服务于“生态优先绿色发展”的生态承载能力监控预警机制研究

生态承载能力是衡量区域可持续发展的重要基础和落实生态文明理念的关键依据,开展生态承载能力监控预警研究对于规范完善生态环境空间管控,优化国土空间开发和保护格局,提升国土空间治理能力具有重要意义。为推进生态承载能力监控预警机制研究的标准化和系统化,本文在文献调研的基础上,结合国家生态环境管控的核心任务和重点,探索并辨析生态承载能力的战略需求、影响因素和监测评价方法 ;采用"目标层—系统层—指标层"框架结构,构建了社会经济—资源—生态耦合的生态承载能力监测评价体系;建立了以服务于"生态优先,绿色发展"为目标的生态承载能力监测预警机制,提出了生态承载能力的重点管控方向,以期为全国及区域生态承载能力的评估和管理提供参考。     

基于贝叶斯-BP神经网络的机械制造企业安全预警方法研究

针对目前机械制造企业安全预警系统中预警指标难以量化确定状态、预警级别生成算法单一且主观性较强的问题,以我国《机械制造企业安全生产标准化评定标准》为基础,建立了机械制造企业安全预警指标体系,并根据贝叶斯网络推理预警级别,在FullBNT中建立了机械制造企业安全预警系统的贝叶斯网络,提出一种运用BP神经网络量化确定机械制造企业安全预警指标状态的方法。通过实例分析表明:该方法可充分利用专家和以往事故案例经验,且预警效率较高。     

生态承载力环评:研究进展·存在问题·修正对策

环评技术标准的科学性和完备性是决定环评文件质量及应用价值的关键,但长期以来生态承载力环评技术一直是环评标准体系中最薄弱的环节.通过回顾国内外生态承载力研究发展历程,解析生态承载力概念和内涵,介绍自然植被净第一性生产力评估法、生态足迹法、资源供需平衡法与综合指数法等常用生态承载力评估方法的评价原理、技术流程,指明上述各类方法片面注重“承载力”极值的量化或超载与否的评估,但却忽视人类经济社会发展产生压力指标与区域自然承载能力对应关键指标在指标类型、大小及空间上的矛盾对立性研究,以致评价过程不清晰、评估成果对于优化区域人地关系的参考价值十分有限.在此基础上结合我国生态承载力环评制度、技术导向及研究实践状况论述,指出现有生态承载力环评技术标准存在技术方案不完整、评价内容项目针对性弱、评价空间尺度与项目影响范围不匹配等问题,以此为前提,提出重新界定规划环评领域生态承载力概念,以提升科学性与实用性为目标革新生态承载力环评技术框架体系,针对项目生态压力类型及空间格局确立生态承载力评价内容,充分利用3S等新技术开展生态承载力定量化评估等修正对策建议.研究旨在为开展生态承载力评估技术革新与探索研究提供借鉴.      

旅游地生态安全预警评价指标体系与方法研究--以开封市为例

生态安全预警是防止旅游地生态系统向无序化发展和进行系统调控的重要途径之一.建立了一个由旅游地生态环境压力预警子系统、旅游地生态环境质量预警子系统、旅游地生态保护与整治能力预警子系统等构成的旅游地生态安全复合预警系统,并借鉴生态环境能力建设的临界调控思想,采用模糊综合评判方法,对开封市旅游生态安全预警进行了初步地评价.研究表明:开封市旅游生态环境总体是比较安全的,处于一级预警状态,但旅游地生态保护与整治能力预警值较低.与综合指数评价法相比,两者研究结果相近,但模糊综合评判不需要预警阈值,能够较好地解决评价过程不合理的问题,是一种定性与定量相结合、综合化程度较高的评价方法,可以用来进行旅游地生态安全预警评价.     

连云港市海洋资源环境承载力评估研究

选取连云港沿海3个县（区）为评价单元,以邻近海域为评价对象,通过对岸线、海域开发强度、渔业资源综合承载指数、海洋功能区水质达标率、海洋生态承载指数、无居民海岛开发强度和生态状况7项指标测算,开展海域空间资源、海洋渔业资源、海洋生态环境和海岛资源环境四项要素的基础评价研究,按照"基础评价-专项评价-过程评价"相结合的思路,采用"短板效应法"确定县（区）海域的超载和预警等级。结果表明,3个县（区）的综合承载类型均为"超载",预警等级均为"重警"。海水环境超载、部分岸线开发强度较高和个别无居民岛生态状况退化是影响连云港市邻近海域海洋资源环境承载力水平的超载因子。最后,从现实状况和评价标准优化两方面对超载因子展开成因分析并给出相应的对策建议。     

基于物元模型的张家界市生态安全预警研究

从城市生态安全预警研究出发,以张家界市为研究对象,采用PSR模型的变形式TSA(威胁-状态-调节)模型构建生态安全顸警指标体系,基于熵权法确定预警指标权重,利用物元分析模型进行量化预警研究.结果表明:张家界市的生态安全处于不稳定的"安全"状态,不符合生态"安全"等级,但具备朝"安全"等级转化的条件,总体警情呈现出一路好转的趋势,警度朝绿色预警变化.在此基础上,提出张家界市保护生态安全的建议与措施.     

海南地区新型雷电预警系统预警效率的评估与分析

基于2017年5-8月全国雷电监测定位系统ADTD探测到的闪电定位数据,根据标准IEC-62793中对雷电预警系统预警效率评估的定义,对海南地区部分雷电预警站点的预警效率进行了统计分析。海南地区新型雷电预警系统的平均有效预警率(MPOD)约为85%,高于大部分雷电预警系统的有效预警率;对闪电事件的预警率平均可达到95%,表明可以对发生在预警站点有效覆盖范围内95>的闪电提供有效预警;平均错误预警率(MFAR)约为73%,与各类预警系统相比,错误预警率偏高;预警提前期的平均值和中值分别为13.9min和9.6min。     

基于SVR的高层建筑复合式火灾预警系统设计

针对传统单一功能火灾探测预警系统可靠性差的缺陷,本文设计了一种高层建筑感烟-感温复合式火灾智能预警系统。该系统根据高层建筑火灾预警的非线性、历史数据少及影响因素多等特征,为了提高预警系统的准确性,引入支持向量机回归(SVR)算法,建立了基于SVR模型的高层建筑复合式火灾预警系统。最后以木材火和普通火燃烧标准历史数据为例,通过Matlab仿真模拟,对构建的SVR预警系统进行实证分析,从而验证了所建立的火灾预警系统的可行性和可靠性。该研究成果可为高层建筑火灾准确预警提供一种可靠的决策支持系统。     

基于遥感的长江经济带邻近海域滩涂生态承载力评估

建立资源环境承载能力监测预警机制已列为中央全面深化改革的一项重大任务。滩涂作为长江经济带邻近海域的优势资源,其生态承载力评价是海洋生态承载力整体评估中重要的一部分。采用多源多时相遥感数据,构建基于遥感的滩涂生态承载力评价指标体系,以滩涂面积保有率和典型生境植被覆盖度变化率来反映滩涂生态系统变化状况,进而综合分析滩涂生态承载力。结果分析显示:长江经济带邻近海域滩涂生态承载力分为超载、临界超载和可载3个类型区,占比分别为44%、28%和28%,人为因素是造成生态承载能力超载的主要原因。本研究揭示了长江经济带生态承载力评价现状,为进一步研究长江经济带邻近海域生态环境提供了先进的技术手段和科学的数据基础。