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粤港澳大湾区空气污染物的时空分布及其影响因素

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环境工程学报 2022年第12期16卷 4001-4017页

作者：代园园龚绍琦张存杰南京信息工程大学遥感与测绘工程学院南京210044 国家气候中心北京100081

基于粤港澳珠三角洲空气质量监测数据,利用克里金插值法和Spearman秩系数相关法分析了2015—2021年大湾区空气污染物的时空分布特征,利用灰色关联分析法分析了自然、社会因素对空气污染物的影响。结果表明,近7年大湾区的空气质量整体向... 详细信息

基于粤港澳珠三角洲空气质量监测数据,利用克里金插值法和Spearman秩系数相关法分析了2015—2021年大湾区空气污染物的时空分布特征,利用灰色关联分析法分析了自然、社会因素对空气污染物的影响。结果表明,近7年大湾区的空气质量整体向好,PM_(10)、PM_(2.5)年均值分别为40.32、23.38μg·m^(-3),均低于新标准二级限值,O_(3)、NO_(2)、SO_(2)年均值分别为51.68、33.45和6.61μg·m^(-3)。其中,SO_(2)质量浓度低于新标准一级限值,CO年均值为0.68m g·m^(-3),CO、PM_(2.5)、NO_(2)、PM_(10)和SO_(2)年均质量浓度呈下降趋势,降幅分别为23.67%、39.48%、27.02%、33.75%和41.21%,季节上表现为冬季最高、春秋季次之、夏季最低。O_(3)年均质量浓度呈波浪上升趋势,升幅为14.54%,季节变化为:秋季>春季>冬季>夏季,O_(3)质量浓度升高的原因可能是副热带高气压带和台风外围的大气环流形式等不利气象条件和O_(3)前体物高排放逐渐升高等人为排放因素等共同影响的结果。O_(3)的空间分布表现为东莞、深圳、港澳和江门南部等东部沿海地区高于中西部内陆地区,高值质量浓度达48~70μg·m^(-3),其他污染物质量浓度呈“中西—东部”递减趋势。气温、日照时数和风速与CO、NO_(2)、PM_(10)、PM_(2.5)和SO_(2)质量浓度呈负相关,与O_(3)呈正相关,相对湿度与O_(3)呈负相关,与其他污染物呈正相关,降水量对珠港澳三地污染物质量浓度影响不一。能源消耗、工业生产、人口和机动车数据等是影响大湾区空气质量的主要因素。本研究结果可为粤港澳大湾区在大气污染防治、环保策略制定等方面提供参考。

关键词：空气污染物时空分布灰色关联分析粤港澳大湾区

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粤港澳大湾区大气PM浓度的遥感估算模型

环境科学 2023年

作者：代园园龚绍琦张存杰闵爱莲王海君国家气候中心南京信息工程大学遥感与测绘工程学院

PM2.5对大气环境和人类健康危害极大，及时准确地掌握高时空分辨率的PM2.5浓度对空气污染防治起着重要作用。基于粤港澳大湾区2015—2020年多角度大气校正算法(MAIAC)1km AOD产品、ERA5气象资料和站点污染物浓度(CO、O3、NO2、SO2、PM10... 详细信息

PM2.5对大气环境和人类健康危害极大，及时准确地掌握高时空分辨率的PM2.5浓度对空气污染防治起着重要作用。基于粤港澳大湾区2015—2020年多角度大气校正算法(MAIAC)1km AOD产品、ERA5气象资料和站点污染物浓度(CO、O3、NO2、SO2、PM10和PM2.5)，分别建立了估算PM2.5浓度的时空地理加权模型(GTWR)、BP神经网络模型(BPNN)、支持向量机回归模型(SVR)和随机森林模型(RF)。结果表明，RF模型的估算能力优于BPNN、SVR和GTWR模型，BPNN、SVR、GTWR和RF模型的相关系数依次为0.922、0.920、0.934和0.981，均方根误差(RMSE)分别为7.192、7.101、6.385和3.670μg·m-3，平均绝对误差(MAE)分别为5.482、5.450、4.849和2.323μg·m-3；RF模型在季节PM2.5的预测中以冬季效果最佳、夏季次之、春季和秋季再次，预测值与实测值的相关系数在0.976以上；RF模型可用于大湾区PM2.5浓度的预测分析研究。在时间上，大湾区各市2021年逐日ρ(PM2.5)呈“先减后增”的变化趋势，最高值在65.550～112.780μg·m-3，最低值介于5.000～7.899μg·m-3；月均浓度变化呈“U”型分布，1月开始降低至6月达到谷值后逐渐升高；季节上表现为冬季浓度最高、夏季最低、春秋季节过渡的特点；大湾区年均ρ(PM2.5)为28.868μg·m-3，低于年均二级浓度限值。空间上，2021年PM2.5呈“西北-东南”递减的特征，高污染区域聚集在大湾区的中部，以佛山为代表；低浓度区主要分布在惠州东部、港澳和珠海等沿海地区；不同季节PM2.5浓度在空间分布上也表现出异质性和区域性。RF模型估算了高精度PM2.5浓度，为大湾区PM2.5污染相关的健康风险评估提供了科学依据。

关键词：粤港澳大湾区 MAIAC AOD PM 时空地理加权模型(GTWR) BP神经网络模型(BPNN) 支持向量机回归模型(SVR) 随机森林模型(RF)

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中国区域大气加权平均温度的时空变化及模型

应用气象学报 2013年第3期24卷 332-341页

作者：龚绍琦南京信息工程大学遥感学院南京210044 南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室南京210046

大气加权平均温度T_m是地基GPS水汽遥感的关键参数,决定了水汽反演的精度。利用2008-2011年全国123个探空站点资料,分析了T_m与其影响要素纬度、海拔、地面气温、水汽压及大气压之间的关系,结果表明:T_m与纬度和海拔随季节变化呈周期性... 详细信息

大气加权平均温度T_m是地基GPS水汽遥感的关键参数,决定了水汽反演的精度。利用2008-2011年全国123个探空站点资料,分析了T_m与其影响要素纬度、海拔、地面气温、水汽压及大气压之间的关系,结果表明:T_m与纬度和海拔随季节变化呈周期性负相关,与地面温度和水汽压的自然对数呈正相关,与大气压呈负相关;T_m的空间变化具有纬度地带性和明显的气候分布特征,其变异程度在空间分布上有显著差别,不同地理位置的T_m受季节性影响程度不一,T_m也具有明显的年际周期性变化,年内T_m的每日变化符合二次函数分布规律。按照全国、气候分区和季节分区方法,分别建立了T_m单因子和多因子回归模型,并利用2012年1-5月数据对所建模型进行验证,T_m的估算误差能满足GPS水汽遥感2%的精度,模型普遍适用于我国地基GPS水汽遥感中T_m的估算。

关键词：大气加权平均温度地基GPS 水汽时空变化

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提高土地开发整理项目经济效益的途径

农业工程学报 2004年第3期20卷 262-265页

作者：李敏赵小敏龚绍琦江西农业大学 89信箱南昌330045

以山东省阳信县土地开发整理项目为例,对提高土地开发整理项目经济效益的途径进行了详细探讨。通过静态经济效益分析、动态经济效益分析和敏感性分析3种方法,采用静态投资回收期、净现值、内部收益率、动态投资回收期等参数对两种提高... 详细信息

以山东省阳信县土地开发整理项目为例,对提高土地开发整理项目经济效益的途径进行了详细探讨。通过静态经济效益分析、动态经济效益分析和敏感性分析3种方法,采用静态投资回收期、净现值、内部收益率、动态投资回收期等参数对两种提高土地经济效益的途径:单纯的土地开发整理和土地开发整理+优化种植结构进行了深入研究。结果表明:两种途径均可提高土地经济效益,但第二种途径效果更显著。

关键词：土地开发整理土地经济效益种植结构

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基于GIS的涝渍地土壤质量综合评价

江西农业大学学报 2004年第2期26卷 309-313页

作者：李敏龚绍琦江西农业大学国土资源与环境学院

在地理信息系统的支持下,探讨了模糊数学与多元统计分析相结合的方法在土壤质量综合评价中的应用。以湖北省三湖农场为例,应用GIS对土壤图和土地利用现状图数字化,将数字化后的各图层进行叠加分析,以获得的最小图斑为评价单元。根据S型... 详细信息

在地理信息系统的支持下,探讨了模糊数学与多元统计分析相结合的方法在土壤质量综合评价中的应用。以湖北省三湖农场为例,应用GIS对土壤图和土地利用现状图数字化,将数字化后的各图层进行叠加分析,以获得的最小图斑为评价单元。根据S型或抛物线型作物效应曲线建立各项评价指标的隶属函数,计算出隶属度,并按评价指标的公因子方差确定其权重系数,从而求得每个评价单元的综合指标值。在此基础上绘制出土壤质量评价图。

关键词： GIS 涝渍地土壤质量评价地理信息系统模糊数学多元统计分析

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结合水体光学分类反演太湖总悬浮物浓度

环境科学 2013年第7期34卷 2618-2627页

作者：周晓宇孙德勇李云梅李俊生龚绍琦南京信息工程大学遥感学院南京210044 南京师范大学教育部虚拟地理环境重点实验室南京210046 中国科学院遥感与数字地球研究所数字地球重点实验室北京100094

本研究利用2008年11月、2009年4月、2010年5月及2010年8月的太湖水体原位观测数据,在对光学复杂水体进行光学分类的基础上,分别建立了针对各个类别水体的总悬浮物浓度高光谱反演模型.通过对每类水体中各个模型的性能比较,分别得到各类... 详细信息

本研究利用2008年11月、2009年4月、2010年5月及2010年8月的太湖水体原位观测数据,在对光学复杂水体进行光学分类的基础上,分别建立了针对各个类别水体的总悬浮物浓度高光谱反演模型.通过对每类水体中各个模型的性能比较,分别得到各类水体的最优模型:第一类水体,比值模型为最优模型;第二类水体,半分析模型2为最优模型;第三类水体,一阶微分模型为最优模型.同时,比较分类前后模型的精度和稳定性,结果表明分类后,两者均表现出不同程度的提高,并且分析了光学分类导致半分析模型精度下降的原因.最后针对本研究的结果在遥感数据上的适用性进行了探讨,表明在高光谱遥感数据上有很大的应用潜力.本研究结论对光学复杂湖泊水体的水色遥感具有积极重要的意义.

关键词：复杂混浊水体光学分类总悬浮物浓度高光谱遥感反演模型太湖

基于GIS下的太湖水质富营养化模糊综合评价

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环境科学 2005年第5期26卷 34-37页

作者：龚绍琦黄家柱李云梅韦玉春顾征帆南京师范大学地理信息科学江苏省重点实验室南京210097 无锡市环境监测中心站无锡214023

在地理信息系统和地统计学的支持下,探讨了模糊数学与层次分析法相结合的方法在水体富营养化评价中的应用.以太湖为研究对象,选取总磷、总氮、叶绿素、化学需氧量、5日生化需氧量、溶解氧和透明度7项指标进行评价.在对研究区域采样数据... 详细信息

在地理信息系统和地统计学的支持下,探讨了模糊数学与层次分析法相结合的方法在水体富营养化评价中的应用.以太湖为研究对象,选取总磷、总氮、叶绿素、化学需氧量、5日生化需氧量、溶解氧和透明度7项指标进行评价.在对研究区域采样数据进行地统计分析后估算出整个区域评价指标的值,在此基础上建立不同指标的隶属度函数,并计算其隶属度;同时根据层次分析法的原理,确定了各项评价指标的权重,最终得到研究区域的综合结果,绘制出富营养化评价图.结果表明:北部、西北部湖区营养水平最高,属重富营养;中部湖区营养程度为中富营养;东南部湖区营养水平最低,属中营养.

关键词：地理信息系统地统计学太湖富营养化评价

利用高光谱反演模型评估太湖水体叶绿素a浓度分布

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环境科学学报 2017年第3期37卷 888-899页

作者：宋挺周文鳞刘军志龚绍琦石浚哲吴蔚南京信息工程大学环境科学与工程学院南京210044 无锡市环境监测中心站无锡214121 合肥市气象局合肥230041 南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心南京210023 南京信息工程大学地理与遥感学院南京210044

叶绿素a浓度是评价水体富营养化和初级生产力的一个重要参数,高光谱遥感是获取叶绿素a浓度的有效手段.为建立太湖水域叶绿素a的最佳高光谱估算模型,选取2015年5—7月共计60组同步实测高光谱数据和叶绿素a浓度数据,在地面光谱反射率和叶... 详细信息

叶绿素a浓度是评价水体富营养化和初级生产力的一个重要参数,高光谱遥感是获取叶绿素a浓度的有效手段.为建立太湖水域叶绿素a的最佳高光谱估算模型,选取2015年5—7月共计60组同步实测高光谱数据和叶绿素a浓度数据,在地面光谱反射率和叶绿素a浓度相关性分析的基础上,使用2∶1的数据样本进行太湖水域叶绿素a的最佳高光谱估算模型的建立和验证,筛选模型分别为波段比值、三波段、荧光峰位置、峰谷距离、一阶微分、NDCI(Normalized Difference Chlorophyll Index)、峰面积、荧光峰高度、WCI(Water Chlorophyll-a Index)和四波段模型.结果表明,建模得到的四波段模型决定系数最高,峰面积模型的决定系数相对最低;四波段模型的反演精度最高,均方根误差(RMSE)为0.00376 mg·L^(-1),平均绝对误差(MAPE)为27.86%,而WCI模型的反演精度相对最低,RMSE为0.01231 mg·L^(-1),MAPE为45.11%.将反演精度最高的四波段模型应用于2015年8月3日的两景HSI(Hyperspectral Imaging Radiometer)高光谱影像数据,也得到较高精度,利用同步实测叶绿素a浓度验证的决定系数为0.7643,RMSE为0.00433 mg·L^(-1),MAPE为45.62%.在春、夏季叶绿素对水体光学特性占主导作用且叶绿素分布均匀的情景下,本研究可为太湖水域叶绿素a的高光谱反演和水环境监测提供有价值的参考,其它季节水体光谱特点的研究尚待进一步开展.

关键词：太湖高光谱叶绿素a 遥感反演模型方法对比

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无锡市区大气污染物状况及变化趋势分析

中国环境监测 2018年第3期34卷 30-38页

作者：宋挺龚绍琦石浚哲冬梅南京信息工程大学环境科学与工程学院江苏南京210044 无锡市环境监测中心站江苏无锡214121 南京信息工程大学地理与遥感学院江苏南京210044

使用2012—2015年无锡市区的6种大气污染物监测数据,对无锡市区各污染物的年度变化、空间分布、影响因素进行了分析。结果表明:(1)2012—2015年无锡市区SO_2、O_3质量浓度呈下降趋势,且趋势显著;NO_2质量浓度呈下降趋势,但不明显;CO、PM... 详细信息

使用2012—2015年无锡市区的6种大气污染物监测数据,对无锡市区各污染物的年度变化、空间分布、影响因素进行了分析。结果表明:(1)2012—2015年无锡市区SO_2、O_3质量浓度呈下降趋势,且趋势显著;NO_2质量浓度呈下降趋势,但不明显;CO、PM_(10)、PM_(2.5)的质量浓度年际变化比较平稳。(2)无锡市区SO_2、NO_2、PM_(10)、PM_(2.5)、CO的空气质量分指数(IAQI)均为冬季最高、夏季最低;O_3的IAQI则为夏季最高、冬季最低。(3)SO_2、NO_2、PM_(10)、PM_(2.5)、CO浓度间呈两两正相关,且相关性极显著;O_3浓度与NO_2、CO呈显著负相关,与SO_2、PM_(10)、PM_(2.5)浓度之间没有明显的关联。(4)分析了无锡市区各项大气污染物浓度的空间分布特征。(5)SO_2、NO_2、PM_(10)浓度周内变化具有"周末效应"的特征,而O_3、CO和PM_(2.5)浓度周内变化出现"反周末效应"。

关键词：无锡大气污染物周末效应反周末效应