晏星
- 作品数：9 被引量：112H指数：5
- 供职机构：香港理工大学更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家基础测绘科技计划资助项目国家杰出青年科学基金更多>>
- 相关领域：环境科学与工程农业科学理学更多>>
- 北京市区不同植被叶片的滞尘量反演
- 2016年
- 为探究利用近地面高光谱反演植被叶片的滞尘,分别获取北京城区的大叶黄杨、国槐、毛白杨、山桃和臭椿等5种典型绿化植被叶片样本的叶片滞尘量、光谱反射率和叶面积等数据。对5种植被单位面积滞尘量与除尘前、后各波段光谱反射率差值进行相关分析,并建立相关性最大波段的滞尘反演模型,最后对拟合较好的反演模型进行精度检验。结果表明:在780~1300nm波段,5种植被的滞尘叶片反射率均明显低于干净叶片;臭椿、国槐、毛白杨、山桃和臭椿的滞尘反演模型决定系数(R2)分别为0.204、0.435、0.482、0.682、0.129;精度检验结果表明,国槐、毛白杨和山桃真实值与预测值之间的相关性分别为0.706、0.638、0.824,均方根误差分别为4.119、10.607、4.361。研究表明,山桃的滞尘量反演模型精度最高,国槐和毛白杨较高,对于今后估算城区植被滞尘量具有一定的参考意义。
- 王皓飞赵文吉陈凡涛晏星熊秋林
- 关键词：大气污染绿化植被
- 北京城区交通边缘带土壤重金属污染研究被引量：16
- 2013年
- 以北京市城区五环内为研究区域,共采集34个土壤样品,采样点皆位于市区主道路两侧,测定了Cd、Cu、Zn、Pb、V、Mn、Ti、Al和Fe 9种金属元素含量,由地积累指数污染评价分析表明北京城区主道路土壤环境总体处于轻度污染。土样中Cd、Cu、Zn、Pb、V和Mn含量均值为1.28、26.45、79.7、32.86、79.11、531.4 mg/kg,Ti、Al和Fe均值为3.76、56.59和21.78μg/kg。其中Cd污染最为严重,超过背景值10.67倍,重金属的污染程度由强至弱依次为Cd>Cu>Pb>Zn>V>Mn。通过GIS空间插值和缓冲区分析表明,二环、三环和四环的外侧影响范围分别为0.3、0.36、0.32 km,其中三环和四环主道路相比于二环更能影响重金属浓度的分布。
- 晏星罗娜娜赵文吉宫兆宁史文中唐涛
- 关键词：重金属污染地积累指数聚类分析
- 基于光谱特征的北京城区植被滞尘分布反演被引量：5
- 2016年
- 植被叶片的滞尘量可以表征空气污染的程度，分析城市植被滞尘的空间特征对于制定更为有效的空气污染控制政策具有重要的现实意义。基于北京市主城区采集的大叶黄杨、国槐、毛白杨和山桃等四种典型绿化植被叶片的滞尘量、光谱反射率和叶面积等数据，比较四种植被叶片滞尘前后的光谱曲线，进行窄波段与卫星波段滞尘前后叶片光谱反射率比值与滞尘量的相关分析。然后，分别建立相关性最大的卫星波段反射率和 NDVI与滞尘量之间的回归模型，选取拟合较好的模型反演北京城区植被的滞尘量分布，进而插值得到整个北京城区的尘埃分布。最后，根据高滞尘区域周围的土地覆盖和土地利用以及滞尘期间 PM10浓度的空间分布对反演的的合理性进行检验。结果表明：在780-1300 nm 波段，大叶黄杨、国槐、毛白杨和山桃四种植被的滞尘叶片反射率均明显低于干净叶片；窄波段反射率与滞尘量在520-650 nm波段和1390-1600 nm波段具有较高的相关性，相关系数的绝对值最高达到0.626；利用Landsat8的green波段和ND-VI构建的滞尘反演模型，决定系数（R2）分别为0.446和0.465。NDVI模型反演的北京城区植被的滞尘量分布结果表明，北京城区滞尘含量呈现出北高南低，东高西低，中心城区高于郊区的空间分布格局。该研究通过高光谱和遥感影像数据反演滞尘量，可以为快速全面监测城市地区尘埃分布提供参考。
- 王皓飞房娜晏星陈凡涛熊秋林赵文吉
- 关键词：遥感
- 交通与气象因子对不同粒径大气颗粒物的影响机制研究被引量：31
- 2013年
- 为了研究北京市气象因子与车流量、车速等交通因子对PM2.5、PM10浓度水平的影响,在市区三环主路及居民区选取了28个采样点,采集滞尘量,PM2.5、PM10浓度、车速、车流量、温度、湿度、风速等数据.通过3个月的滞尘质量分析,得出交通源对空气质量的影响是显著的,其中三环主道路两侧采样点和远离交通源对照点滞尘均值分别为0.284 g和0.016 g.再由道路口与居民区对比实验(局部实验)得出,居民区采样点测得的PM2.5和PM10浓度均低于道路口颗粒物浓度,差值均值分别为101 074 n·(cf)-1和15 386 n·(cf)-1,同时PM2.5白天浓度一般低于夜间.最后结合最佳子集预测模型分析得出,PM2.5和PM10受到湿度和温度的影响最大,车速、车流量、风速次之,其中车速、车流量、低风速对颗粒物PM2.5的影响比对PM10的影响更为显著.
- 罗娜娜赵文吉晏星宫兆宁熊秋林
- 关键词：PM2PM10气象因子
- 北京城区大气颗粒物与地表土壤金属元素空间关联分析被引量：5
- 2013年
- 为研究北京市区大气降尘金属来源及其与表层土壤的关系,在北京市区五环内的典型地段采集落尘与土壤样品。研究中使用电感耦合等离子体原子光谱仪（ICP-AES）测定了9种金属元素Cd、Cu、Zn、Fe、Pb、V、Ti、Mn、Al的质量分数。结果显示,降尘和土壤中Al、Fe两种元素所占比例最大,质量分数分别为16 144.8、12 881.9μg.g-1和21 400.9、815 712.2μg.g-1。其次降尘中Zn、Ti和土壤中Ti、Mn居第二位。随后基于灰度关联法对大气降尘与表层土壤的金属元素关系分析可知,大气降尘与表层土壤是高度关联的,关联值均介于0.92~0.95之间,二者间关联较为紧密。其中在空气降尘对表层土壤的影响研究中分析得出,空气降尘对表层土壤的影响与采样点的空间位置变化相关性不强,与风向、风速等自然环境因素的关联度较大。在表层土壤对空气降尘的影响研究中分析得出,表层土壤对空气降尘的影响度随采样点环境变化较大,尤其是北京南站。最后,通过对降尘金属元素进行因子分析得出,第一因子Z1同时与Pb、V、Ti、Mn、Al、Fe、Cu、Cd等元素有较大关系;第二个因子Z2与Cd、Cu等元素有较大的相关性;第三个因子Z3与Zn、Fe等元素有较大相关性,与其它7种元素的相关性不明显。前三因子Z1、Z2、Z3方差累积贡献率可达97.2%,由此可知,降尘来源主要与风引起的地面扬尘,与塑料制品的焚烧,冶金、化工等工业影响及轮胎磨损有关。
- 罗娜娜赵文吉晏星郭逍宇广浩
- 关键词：大气降尘金属污染源解析
- 在滞尘影响下的植被叶片光谱变化特征研究被引量：9
- 2013年
- 为建立以高光谱数据为基础的叶片滞尘质量反演模型,沿北京市区采集了30个大叶黄杨叶片样本。利用电子分析天平和光谱仪(analytical spectral devices ASD FieldSpec Pro)测定"除尘前"与"除尘后"叶片质量及光谱反射率曲线,以获取叶片尘埃量、光谱信息等数据。随后以传统意义和偏最小二乘(PLS)回归模型为基础,以探究空气尘埃量与光谱曲线之间可能存在的关系,阐述了叶片尺度上尘埃量对植物光谱特征的影响。结果为:除尘前后叶片光谱曲线在350～700,780～1 300,1 900～2 500nm波段区间内有较大差异,同时尘埃量与叶片单波段光谱反射率比值呈负相关,相关度最大值点为737波段,属于近红外波段,相关系数可达-0.8左右。在尘埃量与叶片光谱多波段组合关系研究中得到,948和945波段构成的NDVI指数与尘埃量的相关度最大,相关系数可达0.76。在叶片滞尘量反演研究中,对比传统意义滞尘量回归模型,引进的偏最小二乘算法(PLS)可使叶片滞尘量反演精度略有提高,最后由回归模型精度评定可得偏最小二乘法反演效果较传统回归好。
- 罗娜娜赵文吉晏星
- 关键词：大叶黄杨偏最小二乘法
- 不对称街谷内PM_(2.5)浓度垂直分布特征及成因被引量：6
- 2016年
- 当前细颗粒物PM2.5已成为城市环境的主要污染物,研究城市不对称街谷内PM2.5浓度的垂直分布特征,对居民日常生活与健康出行有现实意义。实验选取2013年3个不同阶段对高度在1-35 m范围的街谷进行PM2.5浓度监测,同时引用街谷内流场模型与浓度场模型,对PM2.5浓度垂直分布特征及成因进行探究。结果表明,不对称街谷受大气对流、风速、风向影响,街谷内细颗粒物存在不均匀分布特点,在较高侧随着壁面高度的增加PM2.5浓度大体呈＂S＂型曲线变化。同时在同一阶段监测的4天中街谷内PM2.5浓度分布特征大体一致,而阶段之间差异明显;街谷内PM2.5浓度垂直分布的最高浓度差出现在阶段1,高达75μg/m^3,阶段2与阶段3浓度差相对减弱,仅在20-30μg/m^3之间。通过阶段2与阶段3对比可知,北京冬季供暖燃煤对大气细颗粒物的贡献较大,导致颗粒物浓度偏高;而非采暖期气温回升,大气对流作用较强,有助于大气颗粒物扩散,因而街谷内PM2.5污染程度相对较低。
- 陈凡涛赵文吉晏星熊秋林
- 关键词：PM2.5采暖期非采暖期
- 降雨过程后北京城区PM_(2.5)日时空变化研究被引量：39
- 2014年
- 随着人类环境意识的增强,人们对城市雾霾天气的忧虑与日俱增,PM2.5的时空变化和对人体健康的影响已成为关注的焦点。以往的研究多集中在不同季节或年际的变化,本文通过统计环保局发布的位于北京城区13个逐时浓度监测点降雨前后PM2.5质量浓度,并在城区布设14个采样点昼夜连续监测一次降雨后72 h内PM2.5质量浓度变化情况,研究北京市城区降雨后PM2.5日变化规律及空间分布特征,由此分析降雨对PM2.5日变化规律的影响。同时对比PM2.5与同步气象数据(温度、相对湿度)和交通数据(车辆量、车速)最值频率分布情况,进而对PM2.5日变化特征进行成因分析。随后利用GIS空间分析方法,分析了PM2.5的日空间分布特征。结果表明,降雨对颗粒物的去除作用明显,一次降雨可使PM2.5质量浓度平均下降56.3%。雨后72 h内PM2.5质量浓度均小于60μg·m-3,降雨后1 h内PM2.5质量浓度处于稳定状态,在随后的12 h内PM2.5浓度值都处于下降状态。降雨过程只降低PM2.5的质量浓度值,并不影响其日变化规律。PM2.5的日变化规律以19时为界,表现出明显的昼夜差异。白天的变化规律呈现凹型,夜间的变化规律呈现拱型。PM2.5质量浓度峰值多出现在23时或0时,谷值多出现在下午15时,该特征受气象因素影响较大,受交通源的影响作用不明显。早高峰期间,PM2.5质量浓度变化主要受交通源的影响;晚高峰期间,交通源和气象因素共同影响PM2.5质量浓度。研究区PM2.5日空间分布特征同样存在明显的昼夜差异。白天PM2.5空间分布特征为南部高北部低;PM2.5在夜间的空间分布特征则多表现为四周高、中心低,三环外围区域多为高值区。
- 郑晓霞赵文吉晏星赵文慧熊秋林
- 关键词：降雨PM2
- 尘埃影响下的植被指数修正研究被引量：5
- 2015年
- 植被指数是表征植被覆盖,生长状况简单有效的度量参数。本文以城市绿化主要植被大叶黄杨为例,研究叶片滞尘对植被指数的影响,并构建植被指数修正模型对植被指数进行修正优化,提高植被指数的测量精度。研究选取北京城区为研究区,采集20个采样点的200个叶片样本,利用电子分析天平、ASD高光谱辐射仪及Win FOLIA叶面积仪,分别获取叶片尘埃量、光谱信息、叶面积等数据。通过对比分析样本叶片除尘前、后光谱特征及NDVI、NDWI、NDNI、NDII、CAI、PRI植被指数分布特征差异,结合单位滞尘量与光谱数据,构建植被指数修正模型,并对修正模型进行精度检验。结果表明：大叶黄杨叶片在除尘前与除尘后的光谱曲线均表现出典型的植被光谱特征,且蓝边、红边均出现在520和705nm处,然而在350-700,750-1 350,1 500-1 850,1 900-2 100nm波段范围内,滞尘对叶片光谱反射率影响显著,同时对植被指数也有较大影响;通过对滞尘量定量的研究分析发现,当尘埃质量增加时,NDVI和PRI植被指数与尘埃量的线性关系变弱,而NDWI,NDII,CAI植被指数与尘埃量依然保持明显的线性关系。修正模型NDVI,NDII,CAI,PRI精度验证决定系数（R2）分别为0.547,0.430,0.653,0.960,RMSE分别为0.035,0.020,0.112,0.009。研究结果表明对以后利用植被指数进行大面积植被反演、评估时,根据滞尘量影响进行修正优化,提高反演精度有一定参考意义。
- 陈凡涛赵文吉晏星
- 关键词：大叶黄杨植被指数滞尘量
