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基于BP人工神经网络的城市PM2.5浓度空间预测 总被引:1,自引:0,他引:1
针对PM2.5日均质量浓度,采用BP人工神经网络模型,预测研究区空气中PM2.5浓度的空间变异,通过与普通克里格(Ordinary Kriging)插值方法对比验证BP人工神经网络预测模型的精度.结果表明:BP人工神经网络预测模型下研究区检验样本点位置的PM2.5仿真浓度与观测浓度之间的均方差、平均绝对误差、平均相对偏差和相关系数分别为0.296 μg2/m6、0.412 μg/m3、1.650%和0.851;而与此同时,普通克里格插值方法下的对应结果分别为1.041 μg2/m6、0.689 μg/m3、11.910%、0.638.研究成果在肯定BP人工神经网络预测模型可用于揭示PM2.5浓度空间变异特征的同时,也证实了其相对于普通克里格插值方法在固定空间点位准确预测PM2.5浓度方面的优势. 相似文献
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松嫩平原西部土地盐碱化预测研究 总被引:7,自引:1,他引:7
土地盐碱化作为一种地质环境灾害,严重威胁生态、经济和社会的可持续发展。有关盐碱地形成机理、动态变化监测的研究已经较多,但盐碱地演化预测方面的研究却鲜见报道。本文以松嫩平原西部盐碱化典型地区通榆县为例,利用RS和GIS技术分析了区域内1992~2001年土地盐碱化演化特征,并在此基础上利用条件约束空间分析测算模型对全县未来49年内的土地盐碱化演化趋势进行了预测。结果表明:到2050年,通榆县盐碱地总量将达到380 581.4 hm2,占全县土地总面积的44.80%。其中,轻、中、重度盐碱地在盐碱地总量中所占比例将调整为24.54%、29.04%和44.39%。高、中覆盖草地、耕地和水库将将是未来新增盐碱地的主要来源。条件约束空间分析测算模型为区域土地盐碱化预测提供了一种新思路。 相似文献
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系统总结了当前大气污染物排放调查监测的主要方法及其在全球、区域、局地等不同尺度的典型应用,分析了地面监测、模型模拟与遥感反演3种方法受排放源多样、成分复杂、时空变异显著等因素影响,在尺度效应、成分解析等方面存在的问题。从优化监测方法、改进监测模式、融合监测技术等角度,提出了构建现代化大气污染物排放调查监测网络、开展污染物在不同排放阶段的变化解析研究及在不同圈层间的迁移全过程研究等建议。 相似文献
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针对现有卫星气溶胶光学厚度(AOD)产品空间分辨率和精度往往难以满足大气污染精细治理实际需求,提出了一种耦合偏差校正的统计降尺度改进模型(SDBC).该模型基于“空间尺度不变性假设”引入相关驱动因子的额外空间信息实现AOD降尺度,并在此基础上通过偏差校正进一步提升降尺度产品的精度.以1km分辨率MAIAC AOD产品为例,在北京、大湾区、台湾岛3个典型地区开展模型验证.结果表明:(1)DEM、NDVI、人口数量和土地覆盖是影响AOD变化的细节因子,在SDBC空间降尺度过程中引入可将AOD产品的空间分辨率有效提升至500m,且降尺度产品验证R2最高可达0.88;(2)顾及卫星观测几何、质量标识、大气水蒸气柱、气溶胶模式等因子的偏差校正则可进一步提升降尺度AOD产品的精度,3个地区的验证R2均在0.85以上,最高可达0.93;(3)信息熵评估结果显示SDBC模型生成的500m AOD产品提高了原始MAIAC AOD产品的空间信息量.在保留了公里级产品AOD的空间分布格局的基础上,SDBC产品也增强了细节和纹理特征、改善了边界现象和马赛克效应.研究结果证实SDBC模型能有效协同改进现有卫星A... 相似文献
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NH3针对传统近地面NO2浓度空间模拟过程中NO2浓度与其影响要素之间关系的复杂非线性机制解释不充分的缺陷,本研究基于随机森林(RF)算法、融合多源地理要素开展了近地面NO2浓度空间分布模拟研究.以卫星OMI对流层NO2柱浓度数据和多源地理要素(道路交通、气象因子、土地利用/覆盖、地形高程、人口数量)为输入变量,近地面NO2浓度为输出变量,利用RF算法构建近地面NO2浓度反演模型.通过对比地面观测数据与传统土地利用回归模型(LUR)检验RF模型的有效性,基于所构建的最优RF模型在不同时间尺度下模拟分析中国大陆地区近地面NO2浓度空间分布特征.结果表明:(1)集成多源地理要素的RF回归模型精度高,月均模型整体拟合度R2 0.85,RMSE 6.08μg/m3,交叉验证的R2 0.84,RMSE 6.33μg/m3,显著高于LUR模型(拟合R2 0.53,RMSE 10.48μg/m3,交叉验证的R2 0.53,RMSE 10.49μg/m3); (2)地面NO2浓度与预测变量呈现显著的复杂非线性与时间尺度依赖关系,卫星OMI柱浓度对模型影响程度最大,重要性指标IncMSE介于97.40%~116.54%,多源地理特征变量对RF模型同样具有不可忽视的贡献力(IncMSE在23.34%~47.53%之间);(3)中国大陆地区NO2污染程度较高,年均模拟浓度为24.67μg/m3,存在明显季节性空间差异,NO2浓度冬季(31.85μg/m3) > 秋季(24.86μg/m3) > 春季(23.24μg/m3) > 夏季(18.75μg/m3),呈现以华北平原为高值中心、向外围逐渐减轻的空间分布格局.较已有研究揭示对流层NO2柱浓度宏观分布特征,本研究对近地面NO2污染特征的研究成果对于合理制定污染防控策略、降低居民暴露健康损害具有指导意义. 相似文献
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以2014-2016年辽中地区供暖期及水泥错峰生产期为例,分析了PM_(2.5)质量浓度的时空变化特征。重点按有水泥生产无供暖、有水泥生产有供暖、无水泥生产有供暖3个特征时段,进行了同期不同年的纵向对比和同年不同期的横向对比分析,以及PM_(2.5)与NO_2、SO_2的相关性分析;此外,还以沈阳为例,进行了研究期间气流的后向轨迹分析。结果表明:(1)辽中地区供暖期间细颗粒物排放量显著增加,但水泥错峰生产措施可有效降低细颗粒物浓度;(2)研究期内PM_(2.5)质量浓度与NO_2、SO_2呈正相关,NO_2尤为显著,体现了燃油及燃煤对PM_(2.5)的重要贡献;(3)后向轨迹分析揭示受冬季西北风影响,沈阳大气污染物的输送路径主要为途经内蒙东北部、吉林西北部的高风速轨迹,以及途经渤海海域的低风速轨迹。 相似文献
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针对传统PM2.5浓度空间分布模拟方法忽略了城市内部如道路、工厂、居民区、景区等不同微环境整体对PM2.5浓度影响机制的缺陷,本研究提出一种微环境PM2.5浓度场景分异的理论假设,并以湖南长沙主城区为例,结合基于污染先验知识划分的城市微环境场景空间分布与自主设计加密观测场获取的203个监测点小时PM2.5浓度加密数据,分析城市微环境PM2.5浓度场景时空分异特征.在此基础上,耦合地理加权回归(GWR)与人工神经网络(ANN)方法,构建微环境场景增强下的PM2.5浓度空间分布精细模拟GWR-ANN模型,开展城市内部高空间分辨率PM2.5污染制图.结果表明:不同微环境场景间PM2.5浓度存在显著时空差异,地表覆盖类型相同但分别位于2个不同场景的监测点间PM2.5浓度差会随时间发生变化;耦合微环境场景变量的GWR-ANN模型能够有效精细模拟PM2.5浓度的空间分布,模型拟合效果与交叉检验精度指标整体优于无场景变量参与的GWR-ANN模型(除部分时相较为接近外,检验R2:0.76~0.84vs.0.57~0.81);场景增强下的PM2.5浓度空间分布100m级分辨率模拟估算结果可以较好揭示研究区PM2.5浓度高低值局地变化特征. 相似文献
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为避免特定区域内环境不公正现象的发生,进行空气污染暴露公正研究有利于合理分配资源,而对其评估方法开展综合性评价必不可少。利用ISI Web of Knowledge、Science Direct、中国期刊网等数据库搜索相关文献,并按空气污染暴露强度评估、社会人口统计数据预处理和统计分析3个方面进行分类整理和评价。结果显示,在空气污染暴露公正的研究中,大气污染扩散模型是精度最优的暴露评估方法;社会人口统计数据分类标准的建立需要顾及数据可获取性和研究目的;在统计分析方法的使用上,基于哑变量的多元线性回归分析和逻辑回归分析方法的解释力最强。针对当前情况,预测未来空气污染暴露公正评价研究集中在评价结果的精度优化,时空变化趋势探测和因果效应分析等方面。 相似文献
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为研究长株潭城市群大气污染时空演化特征及潜在传输规律,采用2008~2016年中分辨率成像光谱仪(MODIS)MAIAC气溶胶光学厚度(AOD)数据,分析长株潭城市群近10a来AOD演化特征.在此基础上,利用拉格朗日混合型单粒子轨迹模式(HYSPLIT)及全球资料同化系统(GDAS)气象要素数据研究大气污染物潜在传输规律.结果表明,长株潭城市群AOD呈现下降趋势,并以春、夏季下降幅度最为显著.空间上,AOD总体呈北高南低、西高东低分布特征,并与经济发展、城市化水平等因素密切相关.此外,长株潭城市群大气污染物向外长距离传输(>1500km)、中距离传输(500~1500km)以及局地传输(0~500km)比率分别为17.89%、36.45%和45.66%,主要影响湖北、江西、安徽、广东、广西、江苏和浙江等地区.研究结果有助于理解长株潭城市群大气污染的时空变化规律,同时为区域“联防联控”、建设“美丽中国”提供科学的辅助依据. 相似文献