本期聚焦：气候变化与极端天气适应性策略研究——应对气候变化和极端天气事件的适应性规划

鉴于气候变化和极端天气事件频发对我国的影响，本文介绍了应对气候变化事件的适应性规划研究及其对我国的借鉴意义。首先．总结了国外尤其是美国气候变化适应性规划研究的现状及其政府规划部门采取的适应性规划和措麓。其次，讨论了适应性规划研究的内容和整体框架概括了国外适应性规划的理论和研究方法。同时．从理论方法，方案实旋和法律规章等方面分析了适应性规划遇到的问题和挑战。本文旨在探讨气候变化的适应性规划研究的必要性和研究框架．以引起学术、政府和民间对适应性规划研究的重视，为我国更好地应对未来气候变化的影响打下基础。

土地规划与交通规划的协调发展

前言 中国城市变化之快,用日新月异来形容一点不为过.城市人口日益膨胀,经济收入稳步上升,汽车拥有量和私家住房建设直线增长.随之而来的是日益恶化的交通堵塞和城市扩张,这些都已是司空见惯了.当城市快速发展时,城市规划、建设和管理机构总是倾向于把城市尽快建造起来,因而,强调快速规划、高效建设、立竿见影.

基于元胞自动机的城市土地利用预测模型研究——以美国佛罗里达州Orange County为例

长期以来,作为城市规划研究热点,城市土地利用和交通之间相互影响的研究相对脱节.近年来,该状况逐渐得到改观,研究人员开始将交通规划与城市用地布局方式相联系.本研究主要模拟给定城市区域土地利用的时空变化过程,帮助正确认识及处理城市交通发展与土地利用的相互关系.研究针对美国佛罗里达州Orange County 1990年与2000年土地利用类型的变化,利用元胞自动机(CA)在微观土地利用,空间格局等方面的优势,采用地理信息系统动态模型来实现海量数据的获取、储存以及更新.同时,借助MatLAB软件的数学计算能力,开发出基于逻辑回归的元胞自动机土地预测模型.基于实际土地利用的模拟结果表明,该模型充分利用元胞自动机的特点及优势,合理考虑土地利用系统中时空变量的复杂性,结果可靠,为正确理解土地利用变化提供了很好的帮助.

面向交通信息采集的无人飞机路径规划

引入无人飞机作为城市道路固定交通检测设备的辅助手段,部署无人飞机进行道路交通信息采集,提出了无人飞机的路径规划问题.考虑了无人飞机数量有限,不足以对所有目标进行侦察的情形,建立了以总巡航距离最短、巡航目标数量最多的多目标优化模型,提出了可行路径的重组方法,构造了求解该问题的非支配排序遗传算法.案例分析结果表明:构造的算法可以求出无人飞机路径规划的近似最优解,与最优初始可行解相比,总巡航距离减少了13.07%,巡航目标数量增加了41.67%.最后,讨论了无人飞机在道路交通信息采集中可能面临的问题.

基于多旋翼无人机平台的大气PM2.5垂直结构观测技术

目的设计可用于大气边界层范围的大气污染观测平台。方法使用多旋翼无人机作为载体,集成多种大气污染物和气象要素的便携式检测设备,组建无人机观测平台。通过地面比对实验,保障所搭载的设备数据可靠,通过与大载荷系留气艇平台的垂直比对实验验证平台集成后的数据可靠性。结果对于重点观测指标PM2.5而言,无人机和系留气艇所获取的垂直廓线表现出良好的一致性,各个航次的R2最低值为0.762,多数航次的组内相关系数为0.94以上。在2017年12月18日的案例中,无人机的观测数据表明,早上的大气垂直结构呈现了明显分层,0~200m高度较为稳定的大气层结阻碍了污染物向上扩散,导致了近地面PM2.580μg/m^3的较高浓度,而下午的观测数据有助于解释污染消散。结论文中搭建的多旋翼无人机平台可以用于0~1000m范围内的边界层观测,尽管个别航次数据和系留气艇平台仍存在差异,但现有观测结果已表明,该平台有助于研究人员了解污染事件的发生和消散,可以进一步推广应用。

城市交通拥挤成因及时空演化规律分析——以深圳市为例

交通拥挤不仅是当今许多大城市日益严重的社会问题,同时也给国家和城市造成巨大的经济损失.引发拥挤的直接原因是机动车辆保有量的迅速增加和交通设施/服务的相对落后,但对于不同的城市和地区,其深层原因存在差异.本文定位于研究宏观路网交通拥挤内在成因和演化规律,采用地理建模的仿真平台,使用地理信息系统(GIS)技术将FCD数据与深圳市地图匹配,得到城市路网不同时间点的拥挤状态,定性分析区域内交通拥挤的成因.另外,研究针对路段拥挤的相似程度,提出相关性算法进行定量分析,揭示交通拥挤的时空演变规律,为及时采取预防和疏导措施提供指导.该算法可编程实现,对交通拥挤进行统一管理与控制,提高整个交通系统的效率.

基于合成孔径雷达回波信号的海洋溢油监测方法研究

海洋油污染是各类海洋污染中最常见、分布面积最广且危害程度最大的污染之一。近年来,海洋特别是近海人类活动频繁,且随着海上运输和石油加工业的发展,油田井喷、钻井平台爆炸、船舶碰撞等所造成的溢油事故增多,因而,监测海洋溢油具有重要的经济和社会现实意义。研究采用MatLAB工具,通过图像预处理(图像校正和增强)、特征提取和神经网络识别等方法,对合成孔径雷达(SAR)海洋溢油图像进行处理,最终期望实现半自动区分SAR图像上各类目标,并进行多种神经网络方法效果比较。研究首先对SAR海洋溢油图像进行初步人工识别;然后进行图像预处理(几何校正、滤波处理等)和基于灰度共生矩阵的特征值计算;最后,借助神经网络方法对溢油区域和疑似溢油区域进行分类,输出分类处理后的图像。通过输出图像分析发现,神经网络能对SAR海洋溢油图像中溢油、海水、土地3类目标进行明确分类,且RBF神经网络模型精度高于BP神经网络。本文提出的半自动分类方法不仅能提高SAR图像处理效率,将分类目标扩充有溢油和非溢油扩充到溢油、海水、土地3类,提高图像处理的全面性,同时通过比较RBF和BP神经网络在SAR溢油图像分类上的具体优劣,有着较好实际意义。

城市高架路沿侧细颗粒物的垂直分布特征研究

以上海市高架路为对象,通过移动设备开展数据采集,建立广义加性模型,对高架路细颗粒物(PM_(2.5))浓度的垂直分布及其与微观尺度下的交通、气象、位置等因素之间的关系进行了系统研究,并将原始影响因素的主成分分析结果作为输入变量,提出基于主成分分析法(PCA)的高架路交通污染物浓度垂直变化的神经网络预测模型(PCA-BPNN).结果表明:高度、相对湿度和交通流量对PM_(2.5)浓度垂直变化有着显著影响;PCA-BPNN模型能够较好地处理污染物扩散的非线性问题,消除变量间多重共线性,有效弥补污染物垂直扩散模型在道路微观尺度上预测的不足.

美国小城镇总体规划编制的公众参与组织案例研究——以德州丹顿大学城为例

近年来,美国公众参与城市规划的理论与实践都已趋于成熟。在美国,公众参与小城镇的规划设计全过程已经成为小城镇规划的基本模式。本文深入分析了美国小城镇总体规划编制过程中公众参与的理论与实践、组织特点、组织程序和实施效果,并以德州丹顿(Denton)2030总规为例,从参与主体、组织形式、实施过程及内容、反馈机制和实施效果等方面分析其规划编制过程中公众参与的组织,在此基础上,对我国小城镇规划提出建议与启示。

路边空气污染移动测量的预处理方法

用移动测量平台对路边空气污染进行测量时,其结果易受异常高值样本、污染背景、时空尺度等因素干扰。评述了异常高值样本剔除、背景校正和时空尺度选择等数据预处理方法,并利用上海市某路边环境中细颗粒物(PM2.5)、超细颗粒物(PM1.0)、黑碳(BC)及一氧化碳(CO)的实测数据,对所选典型方法进行了验证。研究结果表明:针对上述污染物的移动测量,平滑变异系数法可合理剔除其异常高值样本,薄板样条回归平滑法可表征其背景值的时间变化特征,异常高值样本和背景的剔除可增强污染物分布的可比性。相关系数法进一步表明:10 s和20 m的时间和空间尺度组合能更有效地过滤数据噪音并能客观展现污染物指标的空间格局。

基于动态模型的公交车行程时间预测

准确以及实时的公交车行程时间信息能够帮助出行者更好地规划行程,减少出行者的等待时间。提出了一种基于SVM-Kalman滤波的公交车行程时间动态预测模型。模型中,经过良好训练的SVM模型从历史数据进行预测得到行程时间基准;Kalman滤波动态算法在基于SVM模型预测值和最新公交出行信息的基础上对结果进行调整。以深圳市223路常规公交线路为实例,将动态模型的预测精度结果与单一SVM模型、ANN模型结果进行对比,结果表明,基于SVM-Kalman滤波的公交车行程时间动态预测模型的预测精度更高、动态性能更好。

道路危险品运输实时监控及应急救援系统开发

我国道路危险品运输的种类繁多、运输量巨大,相应交通事故频发,造成了巨大的人员伤亡和经济损失。从系统的角度出发,针对道路危险品运输企业、运输车辆、事故应急指挥中心三方信息沟通不畅的问题,搭建了由上述三个子部分构成的监控、预警、报警、救援一体化信息系统,实现了定位运输车辆位置、监控运输车辆状态、异常状态预警、危险报警、应急救援决策等功能,最大程度地保障了道路危险品运输的安全性、可靠性。

基于智能手机应用的公交车数据采集与分析

伴随着我国国民经济的飞速发展和城市化进程的加快,交通问题成为我国城市发展面临的极其严峻的现实问题。发展智能交通系统,是解决城市交通问题一个新的思路和方式。发展智能交通系统,最首要和最基本的问题就是解决交通信息采集问题。相比于传统方式,基于智能手机应用的交通信息采集方式可以大幅度提升交通调查效率和数据精确度。首先对原始数据的处理进行了说明,介绍了原始数据的示例以及如何对数据进行提出分析;接着,详细介绍获得出行轨迹、计算路段平均长度、相关速度、OD矩阵等的方法。

多尺度时空PM_(2.5)分布特征、影响要素、方法演进的综述及城市规划展望

精细化治理空气污染正成为改善城市品质的重点方向,对城市多尺度PM_(2.5)时空格局与影响要素的梳理有助于从研究和实践层面加强规划设计对公共健康的积极影响。本文从全国、城市、社区层面较全面地阐述了不同时空尺度下PM_(2.5)的时空格局特征,总结了土地格局、交通网络、建成环境、蓝绿空间等不同影响因素与城市空气中PM_(2.5)的相互关联耦合作用。同时,本文分析了不同的研究方法在精细化污染治理中的应用,指出人工智能方法在高精度尺度下的时空复杂特征融合分析中的优势。最后,结合现有的城市PM_(2.5)治理经验,对精细化目标下分时分区的城市规划提出展望:基于提升精确度的新技术方法,优化城市空间结构,构建精细化分时分区管理策略。

城市交叉口三左转车道流量均衡性及影响因素

根据多车道流量分布与驾驶员车道选择行为之间的关系,提出多车道设施流量均衡性的建模与分析方法.以城市道路信号控制交叉口三左转车道为例,使用成分数据结构组织各左转车道流量,选取可能对车道流量分布具有潜在影响的7个因素.在单形中建立以三左转车道流量成分数据为因变量、所选影响因素为自变量且满足车道流量占比约束的成分方差分析模型,设计单形操作法进行模型估计.研究结果表明,模型可识别对左转车流分布具有显著性影响的因素,并定量估计各因素对每条左转车道流量占比的影响程度.信号周期长度、交叉口内转弯曲线长度、展宽车道的设置、上游路段长度、上游左转车道标志标线位置和其他流向车道数等因素可在特定设置条件下使车流分布接近均衡.

海平面上升对沿海湿地的影响评估

以美国佛罗里达州Hillsborough县为例,假设2010年～2100年海平面上升1 m,考虑淹没、侵蚀、冲积、饱和、吸积等物理作用,运用海平面上升的湿地影响模型（SLAMM）进行用地的变化模拟计算,从面积和生态系统服务价值变化两方面评估海平面上升对湿地的影响.结果表明：（1）旱地面积将减少30.37km2;湿地面积增加30.37 km2,其中河口开放水域、滩涂、盐沼、定期洪水沼泽面积大量增加,分别增加了394.29％、380.62％、141.93％、121.41％,季节性洪水沼泽、潮汐淡水沼泽、河流潮汐、河口沙滩、内陆海岸受海平面上升影响较大,分别减少了95.52％、91.31％、59.29％、37.59％、21.44％;红树林、内陆开放水域、一般沼泽、内陆淡水沼泽、柏树沼泽受影响较小,分别减少了6.67％、4.05％、2.35％、0.90％、0.10％.（2）尽管湿地总面积增加,但是由于河口沙滩和净水湿地的损失,生态系统服务价值呈现总体减少的趋势,从2010年的61 672万美元减少到2100年的61 548万美元,其中艺术娱乐、水调节、气候调节、文化精神价值将下降,水供应、栖息地保护、干扰调节和废物处理价值将上升.

宜昌地区茶园地评价

宜昌地区是湖北省茶叶主产区之一,是著名的“宜红”茶产区。该地区出产的许多种青绿茶,在全国亦享有较高的声誉。如远安县出产的鹿苑茶,古今均被誉为茶中佳品;长阳县清江中游南岸出产的假山鹊舌茶,宜昌县莲沱公社金刚山茶场生产的金刚银针茶,五峰县水浕司天池河衅生产的水仙茶、冷后浑茶也颇受国内外茶叶市场的称颂。因此,宜昌地区目前被公认为是湖北省出产名茶最多的一个地区。 解放前,宜昌地区虽然生产许多名茶,但茶园面积不大,产量不高。

基于移动观测的路边PM2.5和CO浓度的时空分布

基于文献建立交通污染移动观测的预处理方法,并通过上海某区域7d 26次PM_(2.5)、CO浓度观测实验进行验证,进而揭示了路边PM_(2.5)、CO浓度的空间分布及其时间变化特征.结果表明,异常高值样本剔除,背景校正及时空尺度选择等方法的有效组合,能增强污染物时空表达的客观性和可比性.交通流量大、柴油车比例高、常发性拥堵、空气流通不畅等因素往往导致繁忙路口及其相连路段PM_(2.5)、CO高浓度集聚,比清洁校园增加1.7~2.8,12~20倍.居住或生产区域的PM_(2.5)浓度高出校园2倍左右,居住小区较校园的CO浓度增幅不明显.一天中PM_(2.5)空间平均浓度呈现清晨>上午>下午>中午,CO则表现为清晨和上午相近,均大于中午和下午.湿度大和风速小不利于污染物扩散,从而造成清晨主干路附近形成污染物的高浓度集聚区.

基于无人机平台的细颗粒物三维分布监测

为获取高空间分辨率的污染物浓度数据,搭建了基于无人机技术的大气污染物立体监测平台,并成功获取临安市2014年11月一次重污染事件1 km以下高度的细颗粒物(PM_(2.5))浓度及同步气象场的三维分布数据。结果表明:大气湍流对PM_(2.5)浓度时空变化具有重要影响。清晨及上午大气垂直湍流活动较弱,大气稳定度较高,逆温等温层多重大气结构不利于PM_(2.5)垂直扩散。中午大气湍流活跃度最高,PM_(2.5)混合充分,垂直浓度梯度较小。下午PM_(2.5)在边界层内水平输送显著,并逐步向下沉降,说明此次重污染事件主要受外地污染源输送影响。

城市出租车系统综合完备度指数研究及GIS平台实现

现行出租车系统仅以对空载车辆在城市中的定位及可能性安排作为其主要调度方式,造成出租车营运效率低、空载率高、乘客等待时间长且满意度不高等诸多问题.本研究采用浮动车(FCD)数据和地理建模仿真平台,使用地理信息系统(GIS)技术来定量分析给定城市出租车系统的完备以及与需求的合适程度,总结出一套基于出租车运营的系统完备度评价体系,从而实现城市出租车系统的良好组织与管理.该体系主要从城市路网、乘客以及驾驶员等多维指标,来量化给定城市出租车系统的运营状态和效率,合理制定运营调度策略.系统基于深圳市实际出租车数据,在ArcGIS 10平台实现且可按预期功能对城市出租车系统从多方位进行评价,为进一步管控奠定良好的基础与指导意义.