检索结果-内蒙古大学图书馆

安全与环境学报 2023年第1期23卷 222-229页

作者：万大娟赵敏王俊钦王开心王长梅湖南师范大学资源与环境科学学院长沙410081 中国环境科学研究院北京100012

利用长沙市中心城区2015—2019年PM_(2.5)质量浓度监测数据,结合SPSS多元线性逐步回归功能和Arc GIS空间分析功能,构建土地利用回归(Land Use Regression,LUR)模型模拟长沙市2020年PM_(2.5)质量浓度空间分布。各季节的LUR模型拟合效果... 详细信息

利用长沙市中心城区2015—2019年PM_(2.5)质量浓度监测数据,结合SPSS多元线性逐步回归功能和Arc GIS空间分析功能,构建土地利用回归(Land Use Regression,LUR)模型模拟长沙市2020年PM_(2.5)质量浓度空间分布。各季节的LUR模型拟合效果均较理想,模型的自变量可解释70%以上的PM_(2.5)质量浓度变化;在构建土地利用回归模型中,研究区内的耕草地和气温对PM_(2.5)质量浓度影响最大,餐饮和道路次之;利用构建的LUR模型对研究区PM_(2.5)质量浓度进行2020年空间尺度的预测模拟,在空间上整体则呈现出由城中心区域向四周逐渐降低的态势。

关键词：环境学 LUR 长沙市 PM_(2.5) 预测模拟

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圩区水环境治理规划及地下水溶质运移预测模拟

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河海大学学报（自然科学版） 2003年第5期31卷 522-525页

作者：詹红丽张展羽王南海张文捷河海大学水利水电工程学院江苏南京210098 江西省水利科学研究所江西南昌330029

以中国南方平原圩区为研究对象,分析圩区堤防采用垂直封闭截渗技术后对圩内水环境的影响,并建立封闭圩区水环境规划及地下水溶质运移数学模型,通过求解,得出圩区的最优水面率和滞蓄水深、最优外排装机容量和内排装机容量以及大堤的最优... 详细信息

以中国南方平原圩区为研究对象,分析圩区堤防采用垂直封闭截渗技术后对圩内水环境的影响,并建立封闭圩区水环境规划及地下水溶质运移数学模型,通过求解,得出圩区的最优水面率和滞蓄水深、最优外排装机容量和内排装机容量以及大堤的最优封闭率,同时预测了区域内地下水位及地下水污染动态变化情况.

关键词：封闭圩区水环境地下水溶质运移预测模拟数学模型装机容量

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基于CA模型的防城港海岸线预测模拟

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国土资源遥感 2013年第2期25卷 149-155页

作者：张钰王让会南京信息工程大学环境科学与工程学院南京210044

将多时相卫星遥感图像叠加技术与GIS空间分析方法相结合,对研究防城港海岸线演变特征及预测海岸线变化趋势具有重要的现实意义。首先,对防城港2000年11月及2010年10月获取的2个时相TM图像进行预处理、海岸线特征信息提取及空间分析;然后... 详细信息

将多时相卫星遥感图像叠加技术与GIS空间分析方法相结合,对研究防城港海岸线演变特征及预测海岸线变化趋势具有重要的现实意义。首先,对防城港2000年11月及2010年10月获取的2个时相TM图像进行预处理、海岸线特征信息提取及空间分析;然后,根据相关控制因素及相应的邻居规则建立元胞自动机(cellular automa-ta,CA)模型,利用蒙特.卡罗方法(Monte Carlo method)结合控制因素进行判断,最终确定元胞的转化状态。通过2010年实际海岸线与预测海岸线的叠置分析得知,2010年预测海岸线的数量精度为83.65%,空间位置精度为93.45%,都在误差允许范围内,证明利用蒙特.卡罗CA模型预测海岸线的方法是可行的。最后,结合CA模型算法及Matlab仿真技术实现了对2020年防城港海岸线的预测。

关键词：海岸线遥感防城港预测模拟

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黄三角濒海区土壤盐分的影响因素及预测模拟

黄三角濒海区土壤盐分的影响因素及预测模拟

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作者：赵铭山东农业大学

学位级别：硕士

土地是陆地生态系统的重要组成部分,但随着全球资源的短缺以及人口的激增,导致土地资源日益紧缺,土壤盐渍化是土地资源退化的重要方面。黄河三角洲作为我国最具有潜力的三角洲,其自然资源丰富,但同时区域生态环境脆弱,土壤盐渍化现象普... 详细信息

土地是陆地生态系统的重要组成部分,但随着全球资源的短缺以及人口的激增,导致土地资源日益紧缺,土壤盐渍化是土地资源退化的重要方面。黄河三角洲作为我国最具有潜力的三角洲,其自然资源丰富,但同时区域生态环境脆弱,土壤盐渍化现象普遍,严重限制了当地的农业发展。因此,摸清该区土壤盐渍化现状和原因,掌握土壤盐渍化变化趋势具有重要的现实意义。本文以黄河三角洲濒海区垦利区为研究区,通过资料收集和实地调查等方法获取土壤盐分和影响因素数据,确定了12个土壤盐分影响指标,包括8个定量指标（蒸发量、降水量、地下水埋深、地下水矿化度、土壤粘粒含量、相对高程、植被覆盖度、距河海远近）和4个定性指标（土体构型、地貌类型、植被类型、人类活动）,系统分析了各指标对土壤盐分的影响。通过灰色关联分析和地理探测器方法筛选了土壤盐分的驱动因子,分别构建了土壤盐分统计分析（MLR、PLSR）和机器学习（BPNN、SVM）预测模型,并将最佳模型应用到垦利区同期数据,对预测结果进行了对比分析。最后,设定降水量、地下水埋深、植被覆盖变化三种情景,对土壤盐分进行了不同情景下的预测模拟分析。主要结论如下:（1）在土壤盐分的定量指标中,与土壤盐分呈正相关的为蒸发量和地下水矿化度;降水量、地下水埋深、粘粒含量、相对高程、植被覆盖度以及距海远近与土壤盐分之间均为负相关;其中地下水因素与土壤盐分的相关性最高,其次是植被覆盖度。在定性指标中,土体构型的盐分均值从高到低排序为砂体→砂底→夹砂→夹粘→壤体→粘底;地貌类型的盐分均值从高到低排序为海滩地→洼地→微斜平地→缓岗→河滩高地;植被类型的盐分均值从高到低排序为光板地→碱蓬→柽柳→芦苇→茅草→棉花→水稻→小麦→玉米;主要土地利用类型的盐分均值从高到低排序为盐荒地→滩涂→林草地→耕地。（2）在土壤盐分的驱动因子筛选中,灰色关联度方法的排序结果为地下水矿化度>地下水埋深>植被覆盖度>粘粒含量>距海远近>地表高程>降水量>蒸发量;地理探测器方法的排序结果为地下水矿化度>植被覆盖度>地下水埋深>粘粒含量>地表高程>降水量>蒸发量;通过不同方法比对,最终确定地下水矿化度、地下水埋深、植被覆盖度、距海远近为土壤盐分的驱动因子。在土壤盐分预测模型的构建中,BP神经网络模型建模集R2为0.8847,RMSE为1.1350,验证集R2为0.7999,RMSE为1.1204,预测效果最佳。对土壤盐分预测结果分析:轻度盐渍土预测结果为0.27%,实测面积比例为0.38%;中度盐渍土预测结果为25.72%,实测面积比例为27.91%;重度盐渍土预测结果为25.73%,实测面积比例为23.90%;盐土预测结果为48.29%,实测面积比例为47.81%。（3）在土壤盐分情景模拟中,适当的增加降水量、降低地下水位以及增加植被覆盖可以减轻土壤盐渍化程度。其中降水变化分为干旱期和湿润期,在对照组、降水20mm和降水40mm三种情景下,干旱期的轻度、中度、重度盐渍土和盐土的变化率分别为1.51%、0.73%、3.90%、-6.14%;湿润期相应的变化率分别为2.29%、0.13%、1.19%、-3.61%。地下水位变化设定对照组、水位下降0.5m、水位升高0.5m三种情景,地下水位下降时轻度、中度、重度盐渍土和盐土的变化率分别为0.22%、-5.46%、15.28%、-10.04%;地下水位升高时相应的变化率分别为-0.02%、-14.77%、22.51%、-8.02%。植被覆盖变化设定对照组、植被覆盖低增幅、高增幅三种情景,植被覆盖低增幅时轻度、中度、重度盐渍土和盐土的变化率分别为5.84%、-8.35%、6.91%、-4.40%,高增幅时其相应的变化率分别为10.55%、-7.35%、5.19%、-8.39%。本文探索了黄河三角洲濒海区土壤盐分的影响因素,明确土壤盐分的主要驱动因子,构建了土壤盐分的预测模型,对土壤盐分进行定量化的模拟分析,实现了区域土壤盐渍化的动态化预测模拟,对黄河三角洲土壤盐渍化的防治及监测具有重要意义。

关键词：黄河三角洲土壤盐渍化影响因素预测模拟

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基于3S和CA的盐城滨海湿地景观格局演变及预测模拟研究

基于3S和CA的盐城滨海湿地景观格局演变及预测模拟研究

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作者：闫文文国家海洋局第一海洋研究所

学位级别：硕士

本文以盐城滨海湿地为研究对象，应用3S技术（GPS、GIS、RS），以1980年的3幅研究区植被分布图和1991年、2000年和2008年3个时期的遥感影像为数据基础，提取了4个时期的盐城滨海湿地景观类型分布数据；应用景观格局指数和转移矩阵的方... 详细信息

本文以盐城滨海湿地为研究对象，应用3S技术（GPS、GIS、RS），以1980年的3幅研究区植被分布图和1991年、2000年和2008年3个时期的遥感影像为数据基础，提取了4个时期的盐城滨海湿地景观类型分布数据；应用景观格局指数和转移矩阵的方法分析了近30年间盐城滨海湿地景观格局演变状况；以1980年、1991年和2000年的3期景观数据为基础，建立了适合盐城海岸带区域的地理元胞自动机模型（CA）；应用2008年景观数据开展模型验证，并在此基础上预测了盐城海岸带地区2018年滨海湿地景观格局状况；最后结合数据、资料分析，探讨了影响滨海湿地景观格局演变的驱动力，并最终提出盐城滨海湿地资源保护和可持续开发利用的对策和建议。研究的主要成果如下：（1）盐城滨海湿地在1980年～2008年的近30年间，自然景观中河口水域面积较稳定，呈现缓慢增长的趋势，但盐蒿滩、芦苇沼泽和光滩湿地的面积呈不断减小趋势，而互花米草滩的面积表现为先增大后减少的趋势；人工景观中的建设用地、耕地、养殖池三类景观面积呈现不断增长的趋势，而盐田的面积表现为先增大后减少的趋势。滨海湿地景观演替方向总体上表现为自然景观向人工景观转移占主导，自然景观之间的相互演替速度较缓慢，大面积自然景观已消失且单个湿地景观斑块面积变小、形状趋于简单化，景观破碎化逐年加剧。（2）2018年研究区滨海湿地景观格局的演变趋势依然是自然景观面积减小，人工景观面积不断增大，斑块数量不断增多，单个斑块面积不断减小，呈现景观破碎化逐渐加剧的趋势。模拟数据显示，研究区2018年较2008年滨海湿地景观中的人工景观中建设用地、耕地、养殖池三类景观面积呈增长趋势，其中建设用地面积增长约500hm2，耕地和养殖池两者的面积共增加约40000hm2；原有的盐蒿滩、芦苇沼泽等自然景观的面积依然维持减小趋势。但是由于前期过度的开发利用，所剩面积不大，因此2018年自然景观面积虽然不断减小，但已经没有先前剧烈。2018年较2008年盐蒿滩面积减小约3392hm2，芦苇沼泽面积减小约2000hm2，而光滩湿地由于围垦的原因减小的面积最为巨大，达到30000hm2。光滩湿地依然是本区面积最大的湿地景观类型，但是随着养殖池面积的逐年增加，将是研究区内第二大景观类型，其次是耕地和盐田，而其他湿地自然景观，如河口水域、盐蒿滩、芦苇沼泽、互花米草滩等面积所占比例都较小。（3）人类开发利用海岸带地区，使得原有的滨海湿地景观在受到自然环境因素的影响下又受到人类活动的干扰，从而最终导致研究区滨海湿地景观格局发生改变。盐城滨海湿地景观格局演变的主要驱动力有：自然因素，包括海岸冲淤动态变化、外来物种入侵等；人为因素，主要为基于经济利益驱动和人口压力影响的大面积湿地围垦。（4）为保护好研究区原有自然湿地生态环境和生物资源，发挥出滨海湿地独有的生态作用，应采取严格控制滨海湿地围垦、严格保护自然保护区、采取措施控制入侵生物蔓延等措施，开展滨海湿地的保护与合理开发工作，以期达到在保护中开发，在开发中保护滨海湿地的目的，从而最终实现滨海湿地资源的有效保护和合理利用以及维持其生态服务功能的可持续性发展的目标，使得人类与海岸带环境和谐发展。

关键词： GIS CA 滨海湿地景观格局演变预测模拟

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油料火灾烟气污染扩散预测模拟与可视化表达研究

油料火灾烟气污染扩散预测模拟与可视化表达研究

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作者：陈林桂林理工大学

学位级别：硕士

油料是我国重要的能源物资,但同时也是易燃物质。近年来,油料火灾事故时有发生,均造成了重大的环境污染危害以及人员伤害。若能快速准确预判突发油料火灾中烟气污染的扩散范围及趋势,则可有效防范此类火灾的污染危害,对提高应急决策与... 详细信息

油料是我国重要的能源物资,但同时也是易燃物质。近年来,油料火灾事故时有发生,均造成了重大的环境污染危害以及人员伤害。若能快速准确预判突发油料火灾中烟气污染的扩散范围及趋势,则可有效防范此类火灾的污染危害,对提高应急决策与救援响应能力具有极其重要的意义。因此,本文主要以实际发生的油料火灾烟气污染为研究对象,通过对烟气污染扩散模拟配置方案的优选和模拟验证研究,以及烟气污染扩散动态可视化表达模块的研制,为研发出油料火灾烟气污染扩散预测模拟与可视化表达技术提供基础。主要研究结果如下:(1)针对油料火灾烟气污染扩散模拟需求,分析了WRF(天气研究与预报)模式耦合HYSPLIT(混合单粒子拉格朗日积分轨迹)模式的计算框架,对模拟配置方案进行了筛选。筛选的配置方案为:动力内核为ARW,模拟采样时间间隔为10分钟,微物理参数化方案设置为“Purdue Lin方案”,积云对流参数化方案设置为“Kain-Fritsch方案”,长波辐射物理参数化方案设置为“RRTM方案”,短波辐射物理参数化方案设置为“Dudhia方案”,扩散模型为“拉格朗日粒子模型”,混合层深度计算方法为“使用气象模式提供的值”,边界层稳定度计算方法为“通过计算热量和动量通量的方法”,垂直湍流扩散系数计算方法为“根据行星边界层中高度变化计算”。(2)结合PSB1示踪剂实验、江苏靖江油料火灾遥感影像开展预测模拟验证研究,并通过7组配置方案实验优选出最佳配置方案。结果表明,在优选配置方案下,PSB1示踪剂实验浓度模拟结果获得较好验证,统计精度达66.75%及以上;江苏靖江油料火灾中模拟烟羽与遥感烟羽重合程度好,空间绩效图重合指数在43%以上。通过示踪剂实测数据以及真实遥感影像验证结果可知,WRF模式耦合HYSPLIT模式可以实现验证实验中的油料火灾烟气污染扩散预测模拟。(3)研发了基于验证实验的油料火灾烟气污染扩散动态可视化表达模块。通过OSG(开放式场景图)、OSGEarth(OSG三维数字地球引擎库)创建的场景环境,MFC(微软基础类库)创建的操作界面,结合WRF模式耦合HYSPLIT模式预测模拟结果,完成了以验证实验为基础的油料火灾烟气污染扩散动态可视化表达模块的研发。结果表明,该模块可基于验证实验实现环境风场以及油料火灾烟气污染扩散的可视化表达、浓度危害分析以及动态推演功能。

关键词：油料火灾烟气污染 WRF模式 HYSPLIT模式预测模拟可视化表达

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基于GIS对漓江流域上游区的降雨径流预测模拟研究

基于GIS对漓江流域上游区的降雨径流预测模拟研究

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作者：杨金凯桂林理工大学

学位级别：硕士

根据多年观察研究，漓江流域属于雨源性河流，是由于漓江流域受气候条件影响，造成了降雨时空性分布非常不均匀，其中超过1/3降雨都集中于漓江流域的上游，因此就造成了该流域的径流季节性变化，较易形成洪水期。本文将漓江上游区为研... 详细信息

根据多年观察研究，漓江流域属于雨源性河流，是由于漓江流域受气候条件影响，造成了降雨时空性分布非常不均匀，其中超过1/3降雨都集中于漓江流域的上游，因此就造成了该流域的径流季节性变化，较易形成洪水期。本文将漓江上游区为研究对象，基于GIS技术，结合降雨径流和SCS模型，以研究区的DEM数据、降雨量、土壤类型以及土地利用矢量数据为基础数据。运用ArcGIS空间分析功能中的水文分析模块，以研究区DEM数据为依据来对河网的提取与子流域的划分。并结合降雨量、土壤类型、土地利用方式等数据，确定出SCS模型中的CN值。通过分析漓江流域上游区的降雨特性，采用GIS技术和 SCS模型相结合的方法对案例区的径流特性进行模拟，为洪水的分析和水资源的开发提供参考。\n 本论文先简要叙述了降雨径流预测模拟目前在国内外的发展现状，与目前所使用径流模型进行对比和分析。然后依据河网的提取理论，应用ArcGIS软件，根据收集的DEM数据对水系进行提取，先将DEM数据进行预处理，即对其进行填洼处理，应用填洼后的结果，来计算水流方向、水流长度、汇水累积量等步骤，从而把阈值确定出来，就可自动的提取出漓江上游区的河网水系以及对其子流域的划分。最后把研究区内提取出的子流域进行选取，选择其中的一个子流域作为案例区。\n 通过提取出的案例区，利用收集到的数据分析降雨量、土壤类型、土地利用方式的地理信息参数，结合案例区的地理特征，对其三个因素进行实时分析，确定出各个因素的参数，参照CN值对比表，得出该案例区的CN值。然后结合SCS模型，根据换算所得的公式和CN值，运用收集到的降雨资料对河流的径流量进行模拟分析。比较模拟出来的径流值和实测的径流值，比较模拟出来的河流径流的变化趋势与实际值的误差。\n 根据模拟出的数据，结合案例区的实时观测值，对比之间的差值，从而得出两者之间的模拟曲线，对以后因降雨所导致的洪水进行预测分析，及时的作出预警，保障下游人民的财产安全。这种基于 GIS技术和SCS模型的模拟方法在未来的水文模型发展中将会是热点。

关键词：数字高程模型降雨径流地理信息系统预测模拟

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呼包鄂榆城市群生态风险评价及预测模拟研究

呼包鄂榆城市群生态风险评价及预测模拟研究

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作者：刘宇内蒙古财经大学

学位级别：硕士

习近平总书记在党的十九大报告中指出:“以城市群为主体构建大中小城市和小城镇协调发展的城镇格局”,这为新时代我国推进新型城镇化指明了方向和路径。但由于西部城市群地处生态脆弱区,在城镇化快速推进中,往往易产生资源短缺、耕地大... 详细信息

习近平总书记在党的十九大报告中指出:“以城市群为主体构建大中小城市和小城镇协调发展的城镇格局”,这为新时代我国推进新型城镇化指明了方向和路径。但由于西部城市群地处生态脆弱区,在城镇化快速推进中,往往易产生资源短缺、耕地大量流失、土地利用不合理以及环境污染等生态环境问题,从而引发较高的区域生态风险。2019年5月,《中共中央、国务院关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》确立了国土及土地利用规划纲要和生态及环境保护规划要求。2022年7月,国家发展改革委印发《“十四五”新型城镇化实施方案》,为我国西部城市群实现新型城镇化高质量发展指明了方向。在城镇化快速发展的背景下,呼包鄂榆城市群土地利用类型的改变和经营管理方式的转变或土地所承载的人类活动,是影响该区域生态安全格局的重要原因。因此,本文以呼包鄂榆城市群为研究区域,以土地利用类型作为生态风险受体,同时考虑社会、经济因素对其的叠加影响,进行呼包鄂榆城市群生态风险多维度评价。而景观适宜性关联地域功能属性与特定开发方式需求之间的匹配度,是开展区域国土空间生态安全格局优化的先决条件之一。为把握新型城镇化的生态宜居理念,围绕自然地理禀赋、社会经济发展态势和区位可达性特征三维视角,利用人工神经网络探究各地类空间适宜性分布规律,并基于FLUS模型预测3种发展情景下的呼包鄂榆城市群2030年土地利用空间分布格局及生态风险演变特征,旨在为呼包鄂榆城市群社会经济高质量发展以及国土空间科学合理规划提供理论依据和决策支持。研究结果表明:(1)随着城镇化进程快速发展,呼包鄂榆城市群建设用地面积持续扩张,主要由耕地、草地和少部分未利用转化而来。而草地面积略有缩减,主要转化为未利用地、耕地和建设用地。其次,耕地和草地与未利用地之间互相转化。呼包鄂榆城市群建设用地空间分布较分散,破碎化程度高;而未利用地景观干扰度指数较低,土地开发利用难度较大。水域和未利用地的损失度指数最大,尤其是未利用地面积占比较多,分布较为广泛,是引发区域生态风险的主要因素。(2)呼包鄂榆城市群各维度生态风险低值区主要分布在林草等生态用地占比较高且远离城市中心的地区,而生态风险高值区主要分布在未利用地密集的鄂尔多斯市和榆林市,以及各个城市的市辖区周围,说明城镇化快速发展带来区域经济水平提升一定程度导致周边生态环境质量下降。整体来看,呼包鄂榆城市群综合生态风险总体偏低,主要以低生态风险区和较低生态风险区为主,此类区域远离市中心经济中心,人类活动较少,土地利用类型以林地、草地为主,景观自身稳定性较强;中等生态风险区面积占研究区总面积的33.58%,该区域主要分布在各个城市中心外围;而较高生态风险区和高生态风险区面积较少,仅占研究区总面积的12.97%和5.16%,此类区域未利用地面积占比上升,景观脆弱性较大且自身稳定性较低,易诱发较高等级生态风险。(3)呼包鄂榆城市群耕地分布的适宜度与地势特征对应,整体从东南向西北方向递减;林地的适宜度高值区主要分布于包头市东南部与呼和浩特市北部的大青山所在地;草地的适宜度高值区呈片状分布在包头市达尔罕茂明安联合旗北部与鄂尔多斯市西部的杭锦旗、鄂托克旗以及鄂托克前旗;水域的适宜度高值区呈条带状分布于黄河流域沿岸;建设用地的适宜度高值区呈点状分布集中于人口密集、交通发达的各市辖区以及位于包头市北部的白云鄂博矿区;未利用地的适宜度高值区主要位于鄂尔多斯高原地区,具体为西北部的库布齐沙漠与南部的毛乌素沙地,自然条件恶劣,开发难度较大。(4)自然发展情景下,2030年呼包鄂榆城市群土地利用主要是耕地和草地转化为林地、建设用地和未利用地。建设用地扩张主要集中在市辖区外围,其余散落的建设用地也在原有基础上向外扩张,整体呈现聚集式空间分布特征;林地面积的增长主要体现在对周边草地的占用。经济增长情景下,2030年建设用地面积进一步增长,而草地和未利用地面积均有不同程度缩减,此外,经济增长情景下鄂尔多斯市东部和榆林市西北部建设用地周边未利用地得到合理开发利用,使其转化为城镇建设用地。生态保护情景下,2030耕地和未利用地面积相较于2020年有所减少,而林地、草地、水域和建设用地面积略有增加。而生态保护情景下建设用地面积增长量明显降低;此外,林地、草地生态系统在生态保护情景下得到进一步改善,主要由耕地和未利用地转化而来。(5)自然发展情景下,呼包鄂榆城市群2030年景观生态风险较高生态风险区和高生态风险区面积均增加;而经济增长情景和生态保护情景下,呼包鄂榆城市群景观生态风险趋于缓和。此外,呼包鄂榆城市群2030年经济生态风险和社会生态风险演变趋势较为接近,自然发展情景和经济增长情景下,经济生态风险和社会生态风险较为严峻,仅在生态保护情景下,二者较高生态风险区和高生态风险区面积减少。

关键词：土地利用新型城镇化城市群生态风险适宜性预测模拟

来源：评论

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长株潭都市圈PM2.5质量浓度时空分布特征及预测模拟研究

长株潭都市圈PM2.5质量浓度时空分布特征及预测模拟研究

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作者：穆述鑫南华大学

学位级别：硕士

改革开放以来,我国经济得到快速发展,工业化规模不断扩大,但由此也引发了一系列空气污染问题,对人类的生存环境以及健康水平造成了严重威胁。研究大气污染物的时空分布特征,并分析影响因素,对地区开展大气污染的精准防控与治理具有科学... 详细信息

改革开放以来,我国经济得到快速发展,工业化规模不断扩大,但由此也引发了一系列空气污染问题,对人类的生存环境以及健康水平造成了严重威胁。研究大气污染物的时空分布特征,并分析影响因素,对地区开展大气污染的精准防控与治理具有科学的指导意义,这也是目前国内外研究的主要内容之一。本研究以长株潭都市圈为研究区,利用2015年至2020年期间研究区内24个国控环境空气质量监测站点的PM2.5质量浓度监测数据,对长株潭都市圈地区的PM2.5质量浓度时空分布特征展开分析,并基于土地利用类型、道路交通、人口分布、地形、气象、人为排放源等PM2.5质量浓度的主要影响因子,结合SPSS 26.0和ArcGIS 10.6软件构建了研究区2020年各个季节的土地利用回归（Land Use Rgression,LUR）模型,经检验后利用构建的LUR模型在ArcGIS平台实现研究区2021年PM2.5质量浓度空间分布的预测模拟。主要结论如下: （1）长株潭都市圈地区PM2.5质量浓度时空分布特征分析结果表明:时间维度上,PM2.5质量浓度年均值总体呈下降趋势,2015年最高,为57μg/m3,到2020年下降至39μg/m3;季均值呈现冬高夏低、春秋相差不大的变化特征;月均值变化趋近于“U”型,1月和12月的PM2.5质量浓度均值较高,位于“U”型两端,6-8月较低,位于“U”型底部。空间维度上,长沙市主城区（芙蓉区、岳麓区、开福区、雨花区、天心区）、湘潭市中心城区（岳塘区、雨湖区）以及株洲市中心城区的石峰区和天元区等地PM2.5质量浓度通常处于较高浓度等级。（2）因变量(2020年各监测站点PM2.5质量浓度季均值)与自变量(PM2.5质量浓度主要影响因子量化指标数据)的Pearson相关性分析结果表明:道路交通因子中,城市支路长度与PM2.5质量浓度较强的相关性集中在4-10km缓冲区范围,具有正相关关系;次要道路长度与PM2.5质量浓度较强的正相关性集中在6-10km缓冲区范围。土地利用类型因子中,林地面积占比与PM2.5质量浓度较强的相关性集中在1.5-6km缓冲区范围,二者之间表现出显著负相关性。气象因子中地面气压在不同季节与PM2.5质量浓度均表现出最强的相关性,呈显著正相关。高程除了在秋季与PM2.5质量浓度不具有相关性外,在其余三个季节与PM2.5质量浓度均表现出显著负相关性。（3）2020年研究区春、夏、秋、冬四个季节的LUR模型调整后（Adjust）R2值分别为0.73、0.48、0.78、0.88,均方根误差（RMSE）介于1.48-2.21之间,模型拟合效果理想,准确性较高。夏季模型自变量可以解释48%的PM2.5质量浓度变化,春、秋、冬三个季节的模型自变量可以解释73%-88%的PM2.5质量浓度变化。利用LUR模型得到2021年四个季节各监测站点的PM2.5质量浓度预测值,其与监测值的绝对误差率平均值介于0.09-0.19之间,误差多分布于0-5μg/m3范围内,预测效果理想,一定程度上说明构建的LUR模型适用于研究区未来时间段PM2.5质量浓度的预测模拟。（4）基于LUR模型生成的PM2.5质量浓度空间分布预测模拟图表明,2021年长株潭都市圈地区PM2.5质量浓度也基本遵循冬高夏低,春秋相差不大的季节性变化特征,空间尺度上更突出了PM2.5质量浓度高值聚集现象。受交通路网分布、地形、人为活动、绿地植被和地面气压等因素的影响,PM2.5质量浓度高值区主要分布于长沙市主城区、湘潭市中心城区以及株洲市中心城区的石峰区等地,另外靠近城区的区域PM2.5质量浓度也通常高于郊区。

关键词： PM2.5浓度土地利用回归模型时空分布影响因子预测模拟

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台安站年际旱涝周期性分析与旱涝趋势预测模拟

引用

水资源开发与管理 2019年第12期5卷 22-26,84页

作者：郭峰辽宁省鞍山水文局

为探索旱涝周期演化的自然规律,本文对比分析了台安站年际降雨序列水文特性在气象转折周期前后的变化趋势。结果显示:在1980年前后,台安站年际降雨过程线的内在特征与外观发生了突变,从而验证了特征随气候成因的不同而发生改变的猜想,... 详细信息

为探索旱涝周期演化的自然规律,本文对比分析了台安站年际降雨序列水文特性在气象转折周期前后的变化趋势。结果显示:在1980年前后,台安站年际降雨过程线的内在特征与外观发生了突变,从而验证了特征随气候成因的不同而发生改变的猜想,并为气候转折期提供了强有力的理论支持。台安站年际旱涝周期性特征并未因人类活动的影响而发生改变,其时间序列与水文自然演变规律保持较好的一致性。分段法旱涝趋势模拟预测可以有效解决传统的旱涝无规律的定势思维和台安站旱涝周期性分析的难题。模拟预测旱涝趋势可为推进饶阳河流域中长期气候预测研究和水文预报提供一定的理论支持。

关键词：旱涝周期性气候转折期降雨过程线预测模拟台安站

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