成都市空气质量预报中WRF的本地化参数选取

为更准确的研究气象因素对成都市空气质量的影响,需要进一步提高天气预报模式WRF的模拟效果。设定16种天气预报模式WRF中尺度数值模式的参数化方案与气象信息综合分析处理系统(MICAPs)的气象实测数据进行地表温度(T2m)和海平面气压(Psl)及高空温度的比对,通过统计学方法进行结果评估,选取适用于成都市本地化的天气预报模式WRF参数方案。结果表明:第15组参数化方案模拟结果与气象信息综合分析处理系统(MICAPs)气象实测数据的对比分析效果表现最佳,是为成都市空气质量预报中天气预报模式WRF的最优参数设置,第11组次之。     

GRAPES-Meso模式动力框架与物理过程对预报误差影响研究

为了研究GRAPES-Meso区域中尺度模式误差特点,评估模式动力框架和物理过程对预报误差的影响重要性,为GRAPES区域集合预报系统方案设计提供参考,基于GRAPES中尺度模式设计了4组对比试验,每组试验对2008年3个不同类型天气过程进行了数值模拟,获得如下结论:(1)GRAPES-Meso模式存在较为显著的系统性误差,系统性误差水平和垂直分布特征主要由GRAPES模式动力框架产生,物理过程对系统性误差影响相对较小;(2)在模式层底和模式层顶,GRAPES模式层与等压面层转换方案中,预报存在较为明显的垂直插值误差;(3)边界层方案对GRAPES模式低层动力场预报误差有重要影响,可以显著减少模式低层动力场预报误差。结果表明减少动力框架预报误差是改进GRAPES-Meso模式的重点,在GRAPES-Meso集合预报系统的设计中,需要重点考虑动力框架引起的模式不确定性。     

基于集合卡尔曼变换的区域集合预报初步研究

为了深入研究集合卡尔曼变换(Ensemble Transform Kalman Filter,ETKF)初值扰动方法,提高集合预报质量,从全球大集合预报资料中提取初始扰动场,建立区域模式的ETKF初值扰动方案,对2008年7月22日发生在中国东部的一次暴雨过程进行集合预报试验,并分析ETKF方案构造的扰动场特征和集合预报效果。结果表明,由ETKF初始扰动方案产生的扰动场大小与分布合理,能够反映观测站点的空间分布,能够保持所有正交、不相关方向的误差方差。集合预报降水落区相对控制预报有所改善,集合平均小雨和中雨TS评分和BS评分总体优于控制预报。24h集合预报的Talagrand分布优于36h预报。试验结果揭示了ETKF初值扰动方案的基本性质及利用ETKF方法进行区域集合预报的可行性。     

内蒙古数值天气预报集成方法初探

内蒙古气象台业务使用的降水量数值预报产品有:T213、T639、MM5、日本、德国数值预报场。各模式的预报准确率有较大差异。利用常规高空、地面观测资料和不同数值预报产品资料,在检验多个业务数值预报模式降水预报准确率基础上,借鉴集合预报新技术,完成对内蒙古数值预报集成试验。逐日滚动评定各种模式预报质量,优选高质量的模式作为集成对象,建立针对内蒙古降水的集成预报方程,并根据不同模式的预报准确率,动态分配预报方程的权重系数。     

城市空气质量GIS数据模型及分析系统的集成与应用

城市空气质量模拟是目前环境与健康研究的一个重要领域。本文基于GIS技术,采用准稳态高斯扩散模型建立了城市空气质量模拟系统,着重研究了三维空间城市空气质量模型系统的集成方法,并以福州市为例,采用该模型系统对城市建城区的NO₂与SO₂年平均浓度场分布进行了模拟。     

云光学厚度对华北地区夏季边界层臭氧模拟影响评估

为评估云光学厚度(CLDOPD)在空气质量数值模式中对边界层臭氧浓度的模拟影响,利用中国科学院大气物理研究所自主研发的嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQPMS),对中国华北京津冀地区2013年6月夏季臭氧浓度进行模拟。结果表明:NAQPMS对极端对流性天气下的CLDOPD模拟偏低,结合观测数据对CLDOPD进行修正后,边界层臭氧浓度的模拟误差在一定程度上有所减小。此外,除极端性天气外模式对高CLDOPD值情况下的边界层臭氧浓度的模拟能力要优于低值情况。     

基于地理信息系统的雷电业务系统

介绍了地理信息系统（GIS）在四川省雷电业务系统构建中的应用方法。四川省防雷中心在雷电监测新技术和新手段的基础上,将GIS技术与雷电潜势预报和短临预警技术有效的结合起来,构建了雷电业务应用系统。并通过对此系统在2008年“9．23”四川雷电天气过程中的应用分析,说明此系统可以准确地对未来12小时的雷电过程进行预报和未来1小时的雷电过程进行预警。     

基于集合预报的四类持续性灾害性天气中期概率预报应用技术分析

针对4类持续性、灾害性天气,利用集合平均、离散度、概率以及盒须图等方法对T213集合预报的数据进行再加工,得到其中期概率预报,包括全国范围的持续性降水、南方春季持续低温(重度低温)、南方春季低温(重度低温)连阴雨、江淮梅雨。其结果表明:(1)对于全国范围内的持续性降水过程,各类图都能很好的反映集合预报中不同量级的降水预报在10天之内的落区变化以及持续情况,并与实况对应较好。(2)对于南方低温和低温连阴雨,集合平均、离散度和概率图都能明显的反映出实际天气过程和范围的变化。(3)对于江淮梅雨这5个指标站的盒须图,能明显看出各集合成员在15个集合成员中的相对位置,以及数据的分布情况。同时还能看出集合成员与集合平均数之间的关系。梅雨日概率图则能直观的反映出10天之内每天达到梅雨日标准的概率,更有利于判断梅雨天气。     

基于集合预报的四类持续性灾害性天气中期概率预报应用技术分析

针对4类持续性、灾害性天气,利用集合平均、离散度、概率以及盒须图等方法对T213集合预报的数据进行再加工,得到其中期概率预报,包括全国范围的持续性降水、南方春季持续低温（重度低温）、南方春季低温（重度低温）连阴雨、江淮梅雨。其结果表明：（1）对于全国范围内的持续性降水过程,各类图都能很好的反映集合预报中不同量级的降水预报在10天之内的落区变化以及持续情况,并与实况对应较好。（2）对于南方低温和低温连阴雨,集合平均、离散度和概率图都能明显的反映出实际天气过程和范围的变化。（3）对于江淮梅雨这5个指标站的盒须图,能明显看出各集合成员在15个集合成员中的相对位置,以及数据的分布情况。同时还能看出集合成员与集合平均数之间的关系。梅雨日概率图则能直观的反映出10天之内每天达到梅雨日标准的概率,更有利于判断梅雨天气．     

山西阳泉空气污染特征及其与气象要素的相关性分析

为了研究阳泉市大气污染物排放特征及大气污染指数(API)与气象要素的相关性,利用2007～2011年山西省阳泉市的SO2、NO2、PM10浓度资料及地面气象观测资料,采用相关系数和逐步回归方法对其进行研究.结果表明,2007～2011年,阳泉地区首要污染物为SO2和PM10,污染物及大气污染指数呈U型分布特征,区域差异大,冬春季和夏秋季有显著不同,冬春季污染浓度明显大于夏秋季,分季节利用气象要素建立的大气污染回归模型通过了显著性检验,能较好地预报污染物浓度的变化和提供空气质量的预报服务信息,研究结果对阳泉地区的污染防治及环境气象服务有重要的意义.     

基于全连接和LSTM神经网络的空气污染物预测

在空气污染日益严重的情况下进行空气污染物的预测工作是十分必要的。针对城市的空气污染物预测,提出了一种基于神经网络的混合模型方法:通过全连接神经网络方法,结合长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)方法,将历史空气污染物数据与大气数据进行空间与时间上的挖掘分析。运用全连接和LSTM两种神经网络方法混合的形式,与传统的单一模型方法相比,不仅能摆脱单一模型特征空间的局限性,还能提高预测的精度,具有更大的应用性和操作性。最后,以武汉市为例通过实验证明该混合模型较单一模型在空气污染物预测上具有更高的精度。     

精准水稻种植信息系统的分析与设计

精准农业(Precision Farming)是美国20世纪80年代初提出的农业经营概念,它的最大特点是充分考虑农田特征的空间变异,根据农田性质的空间差异对农作物实行不同的管理措施,如变量施肥、变量灌溉等,其目标是获得最大的经济收益和最少的环境污染。水稻精准种植是精准农业思想的具体实现,在实施过程中需要使用的信息包括:GPS定位信息、农田地理信息、田间采样信息、农业气象信息、作物产量信息、作物长势信息和水稻栽培专家知识等。为管理和处理这些信息并使之为水稻种植服务,水稻精准种植信息系统应当由属性数据管理、农田空间数据管理、专家系统、遥感数据处理和管理决策等子系统构成。为便于系统的开发、完善和推广,整个系统基于组件式地理信息系统开发工具,用VB编程实现。     

基于对象的国土基础信息标准研究

国土基础信息是GIS管理、处理、分析、交换的主要信息内容之一 ,因此 ,国土基础信息标准对GIS理论研究、系统软件开发、应用软件开发及信息采集与应用具有重要的指导作用 ,目前关于国土基础信息的标准沿用传统的规范、图式、编码 ,较适应于计算机绘图或传统的制图 ,没有从空间数据库的角度提出实体及其关系、模式 ,因而 ,使得国土基础信息在交换过程中在图形级别上得到兼容 ,以此为标准交换信息在各个系统之间要丢失有用的信息 ,增加了作为空间信息为主题的GIS的标准的不统一 ,重复工作量加大 ,应用受到限制。针对这一问题 ,提出了国土基础信息的标准模式 ,按照这一模式建立空间数据标准 ,不仅可延续现有的传统标准 ,同时 ,能完整地体现地理对象的内涵及关系 ,试图为GIS的数据采集、交换、统计、空间分析提供一个统一的模式。     

CALPUFF模型模拟结果的时空多维可视化表达

大气污染扩散模型数值模拟结果的时空多维可视化表达,能有效展示大气污染扩散空间分布,为快速高效辅助后期污染分析与应急决策提供重要的参考。CALPUFF模型能高效模拟污染物在大气环境中时空变化的扩散过程,而现有大气污染扩散模型模拟结果可视化表达普遍存在不能有效集成地理信息、缺失部分重要维度特征等问题。论文首先分析了CALPUFF模型,及其与组件式GIS紧密集成的技术方案,为模型模拟结果与地理信息集成提供了技术支持。然后,基于CALPUFF模型的数值计算模拟结果,详细研究了风场数据预处理及其矢量绘制方法,浓度场的数据预处理及其栅格渲染方法。在三维地形场景下,探究了大气污染物的时空扩散模拟可视化表达方法,给出了CALPUFF模型模拟结果与三维地形场景的集成表达策略。最后,通过组件式GIS,构建了福州市三维地形场景,以大气污染CALPUFF扩散模拟结果为例,在WPF系统框架下,实现了风场和浓度场的时空动态模拟和空间层级多维可视化表达。实验结果表明,本文所采用的时空可视化技术方案能将CALPUFF模型模拟结果,有效集成三维地形场景,实现模型模拟结果在时间维度上动态扩散和在空间维度上的层级分布,可为大气污染模拟结果的时空多维可视化提供参考。     

安徽省地震会商地理信息系统的研制与实现

文章结合安徽省现有分析预报手段和数学模型,以Visual Studio2005.net作为开发语言,利用GIS技术对地震地质和基础地理等数据进行管理、分析,通过快速访问前兆数据库,对前兆数据进行查询和曲线调用出图,最终研制实现了一套满足日常及紧急会商需要,集"基础数据查询""前兆数据管理""前兆数据注释""应急会商报告...     

基于Oracle数据库的空间信息元数据管理系统

结合国家基础地理信息系统(NFGIS)元数据标准(草案),介绍了空间数据的元数据管理以及相应的Oracle数据库设计和建立。并以宁波市地理信息系统为例,说明其空间信息元数据管理系统的建立流程和构架,获得成功的应用。研究表明,通过空间信息元数据管理系统的建立,实现元数据快速高效管理,最大程度满足了社会各行业用户对空间地理数据的需求。     

基于Web GIS的数字社区空间管理与应用——以北京市回龙观小区为例

随着我国城市化水平的不断提高,在城市中出现了大量的住宅社区,并引入了社区智能管理系统,但在数字社区建设过程中,通过地理信息技术进行社区的空间管理、信息查询和定位分析的研究案例还不多见,本文主要通过地理信息技术和空间数据库技术,利用WebGIS方法,以北京市回龙观居住小区为研究实例,将空间信息融入社区管理系统中,实现对社区空间信息的有效管理,并探讨其在技术上的可行性及实现的途径和主要方法。     

基于增量信息的空间数据质量检查——以线目标为例

GIS数据质量是GIS数据更新、信息查询与分析的基础;增量更新是当前空间数据库更新领域研究的热点,基于增量信息的数据质量检查是增量更新的一项重要研究内容。深入分析了基于增量信息的线状数据局部质量检查的内容、局部数据的确定及拓扑质量检查规则;对线状矢量数据局部拓扑质量检查进行设计,并在原型系统增量采编系统中采用Visual C#实现了线状矢量数据的局部拓扑质量检查功能,最后通过实验验证了基于增量信息的局部质量检查相对于传统全局质量检查的高效性,对目前人工检查或半自动化低效率的检测方法的改进具有一定的指导性意义。     

放射源监管信息系统的设计与集成

随着市场经济的发展和各个领域的进一步开放,作为一种高新技术产品,放射源已经广泛地应用于工业、农业、医学、资源、环境、军事、科学研究等领域。本研究在分析放射源对各个领域的具体用途和使用特点的基础上,分析了企业和环境监管部门管理的需要。通过对遥感系统(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、数据库、通信、网络技术等综合研究,设计开发了企业版和政府版的放射源监管信息系统,实现对放射源的监控与管理,为放射源监控管理和安全使用提出了一套较为有效的技术解决方案。从而减少由于放射源应用单位的管理能力参差不齐而导致的放射源丢失、被盗等事故,该系统在焦作市环境保护局的应用表明:基于空间信息集成技术的放射源监控信息系统的应用,为国内环境保护部门对放射性环境进行管理提供了较为可靠的技术手段,并发挥了重要的作用,较大程度地提高了放射源监控管理能力。同时,增强了放射源突发事件的应急处理处置能力,在保障社会公共安全和人民健康方面发挥了积极的作用。