洪泽湖叶绿素a浓度的时空变化特征

叶绿素a浓度是衡量藻类生物量及评价水体营养状态的重要指标.基于洪泽湖2012年12月至2013年11月的水质监测数据,利用统计手段分析湖区叶绿素a浓度的时空变化规律,并进一步探究叶绿素a浓度与各项水质理化因子的响应关系.从时间维度上看,洪泽湖叶绿素a浓度季节变化规律在不同湖区有所差异,东部湖区叶绿素a浓度随季节变化曲线呈"双峰型",分别在3月和8月达到峰值.北、西部湖区叶绿素a浓度在春季变化平缓,并在秋季达到峰值.从空间维度上看,3个湖区之间叶绿素a浓度在春、冬两季存在显著差异,其余季节差异不显著.典范对应分析表明洪泽湖不同月份、不同湖区叶绿素a浓度与水质理化因子之间存在不同的响应关系.本研究为探究洪泽湖藻类时空异质性原因、宏观掌控其营养状态以及制定相应水质改善措施提供参考依据.

鄱阳湖河湖转换期间鱼腥藻(Anabaena)的变化

鄱阳湖作为我国长江目前仅存的两个通江湖泊之一,年内水位变幅巨大.通过在鄱阳湖2013年河湖转换期间（5—11月）对鄱阳湖主航道都昌段进行每月3~4次的高频监测,以考察鄱阳湖水体中鱼腥藻（Anabaena）的动态变化,分析鄱阳湖中鱼腥藻生长并占优势的影响因素.结果表明,蓝藻为鄱阳湖浮游植物的次级优势种,8月蓝藻生物量平均占浮游植物生物量的57%,蓝藻取代硅藻成为暂时的优势种.夏、秋季水华蓝藻以固氮鱼腥藻为主,主要与夏、秋季水温较高以及适宜的营养盐条件等有关.研究期间鄱阳湖水体氮磷比平均在15左右,鱼腥藻能够产生有固氮能力的异形胞,并在水华蓝藻中成为优势种,也反映了鄱阳湖某些湖区存在氮相对缺乏的阶段.

基于二维湖泊藻类模型的洪泽湖藻类空间动态模拟

将洪泽湖分为北、东、西3区,基于二维湖泊藻类模型构建洪泽湖藻类空间动态模型.利用水文、气象、水质数据初始化模型、设定边界条件,并用2012年逐月叶绿素a实测浓度校正模型参数,模拟出洪泽湖2012年叶绿素a浓度连续变化过程.从时间维度看,叶绿素a浓度变化多呈"双峰型"趋势,分别在4月和8月左右出现峰值;湖心和出湖口站点呈单峰型或无明显峰值;颜圩站点出现多个浓度峰值.从空间维度看,西区叶绿素a平均浓度最低且空间差异不明显;北区因湖水流动性差,浓度分布均匀,且靠近湖岸地区浓度较高;东区叶绿素a浓度受过水通道影响较大,空间差异显著.虽然受大型浅水湖泊模拟不确定性等因素影响,个别点位模拟误差偏高,但不会影响整体分析结果,模拟结果具有较高可信度.

线上线下混合式教学模式探究——以地理信息系统原理课程建设为例

合理利用网络教育教学平台,开展混合式教学实践来优化传统教学模式和提高教学质量是现代教学的发展趋向。通过线上线下混合式地理信息系统原理课程建设研究,探讨混合式课程建设(混合式教学模块设计、混合式教学资源整合、混合式教学实施、混合式教学考核体系)和混合式教学模式改革(“任务打卡式”课前预习、“问题驱动式”课中学习、“有的放矢式”课后巩固),旨在形成以培养学生技能为目标、以提升学生职业素养为核心的新型培养模式。

大型湖库滨岸带蓝藻水华堆积风险评估--以巢湖为例

淡水湖库富营养化与蓝藻水华是全球性的突出水环境问题,尤其是滨岸带严重蓝藻水华堆积甚至造成了水体黑臭、威胁饮用水安全等严重危害,科学评估滨岸带蓝藻水华堆积风险、精准识别蓝藻水华易堆积区域是水环境管理与研究中亟待解决的关键科学问题.本研究以我国长江中下游的大型浅水富营养化湖泊巢湖为研究对象,依托流域水文与湖泊水动力模拟、遥感反演、GIS空间分析等技术,综合考虑藻类生物量、岸线形态、湖泊水动力、风速和风向等要素,创新构建了蓝藻水华堆积风险评估指标体系,量化评估了2018-2019年的巢湖滨岸带的蓝藻水华堆积风险,并将滨岸带蓝藻水华堆积风险等级划分为5级(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ),绘制了蓝藻水华滨岸带堆积风险的空间分布,识别了蓝藻水华的易堆积区域.评估结果表明:巢湖滨岸带蓝藻水华堆积的高风险区域呈连续片状分布于西巢湖西岸与西北岸,占巢湖沿岸区域的12.1%,是巢湖蓝藻水华应急处置管理的关键区域,评估结果与调研结论总体一致.研发的蓝藻水华堆积风险评估方法可应用于其他大型富营养化湖库,为蓝藻水华应急处置管理提供关键技术支撑.

耦合敏感参数实时识别的新型数据同化算法研究——以湖泊藻类模拟为例

数据同化是提升复杂机理过程模型精度的关键技术之一,而湖泊藻类模型的敏感参数具有随时间动态变化的特征,导致数据同化过程中无法精准更新某一时段的敏感参数,影响数据同化的模型精度提升效果.针对上述问题,本研究耦合了参数敏感性分析与集合卡尔曼滤波,研发了一种能够实时识别模型敏感参数的新型数据同化算法;为验证研发算法的效率,依托巢湖的高频水质自动监测数据,测试算法对藻类动态模型的精度提升效果.测试结果表明:研发算法能够精准跟踪模型敏感参数的动态变化,并根据监测数据实时更新模型敏感参数,实现了水质高频自动监测数据与藻类动态模型的深度融合,藻类生物量模拟精度提升了55%,即纳什系数(NSE)从0.49提升到0.76,模拟精度提升效果也显著优于传统数据同化算法(NSE=0.63).研发算法可应用于其它水生态环境模型的数据同化,为水生态环境相关要素的精准模拟预测提供关键技术支撑.

基于语义轨迹停留点的位置服务匹配与应用研究

在位置服务领域,用户轨迹在较大程度上体现了用户的日常行为模式,以及个人生活习惯等。利用GPS终端收集用户行为轨迹数据并加以挖掘分析,对于位置服务实现智能化推送有积极作用。用户行为轨迹的停留点分析是轨迹分析的常见手段之一。本研究首先将用户个性化信息,与轨迹点相关的地标名称等语义信息融入常规用户行为轨迹,形成"位置-语义"一体化的用户语义轨迹。然后,过滤原始轨迹错误点,提高数据精度,并在此基础上采用一种新的加权方法计算轨迹停留点坐标。最后,利用停留点坐标结合用户的兴趣、职业等个人信息,在扩充的POI信息库(包含营业时间、优惠信息等)中检索匹配,并智能化匹配出用户停留点周围的POI,主动向用户推送符合个人兴趣或职业需求的POI详情位置服务。

鄱阳湖枯水水位及流速时空分布模拟

大型通江湖泊鄱阳湖水文节律独特,水位和流速是其生态系统功能维持的关键因子。为探究其水位和流速时空特征,基于EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)模型,利用五河及湖口水文数据、气象数据及湖底高程作为输入条件,模拟出鄱阳湖的枯水水文统计年(2010-07-01~2011-06-30)水位和流速时空变化过程。模拟结果表明:(1)星子等4个站点拟合程度较好(r2>0.85),达到了复杂湖库水动力模拟的精度。(2)高水位期,湖区水位空间分布无明显差异,水深直接受湖底高程影响,自上游至下游呈逐级递增;低水位期,鄱阳湖水位在空间上出现明显差异,湖区外缘水位至入江水道逐级递减,水深分布空间差异不大,仅入江水道处水深明显高于其他水域。(3)流速也包括一系列时空变化特征,如高水位时期流速小于低水位时期;除大水面时期外,深水道流速大于主湖区;高水位时期上游流速略高于下游,但其他月份,北部入江水道流速均大于南部湖区等。(4)流速与水位关系密切,且不同水位对应流速大小及分布有所差异。鄱阳湖枯水水位和流速模拟分析可为大型湖库枯水水情管理提供科学参考和辅助决策支持。

长江流域养殖池塘氮磷污染负荷估算

长江流域平原区水网密布、渔业发达,养殖池塘造成的氮磷污染问题突出,是河湖富营养化的重要污染源之一;从大空间尺度,精细化估算养殖池塘的氮磷污染负荷,对水污染的精准防控具有重要意义.以长江流域为研究区,依托Google Earth Engine遥感大数据平台,构建了基于机器学习算法的养殖池塘识别模型,精细化识别了长江流域养殖池塘的分布与类型;梳理养殖坑塘的氮磷污染研究案例,针对长江流域养殖坑塘的特征,构建氮磷污染负荷的估算方法,评估氮磷污染负荷的时空分布.研究结果表明:2021年,长江流域养殖池塘总面积为14567km^(2),包括鱼塘5820 km^(2)、虾蟹塘8747 km^(2)、氮磷排放量分别为95059、16224 t;中部地区的氮磷污染负荷最大,东部地区次之,西部地区最小.本研究是遥感大数据在大尺度污染负荷定量分析的尝试应用,方法适用于其它类型污染负荷的估算.

位置服务的上下文信息模型

在位置服务领域,用户所处环境的上下文信息在分析、处理请求,以及推送相应的位置信息服务方面发挥着至关重要的作用。目前,如何存储和管理上下文位置信息缺乏统一的模型和标准,本文对此提出了一种全新的位置服务的上下文信息模型。利用User Context(<User>,<Time>,<Location>,<Surroundings>,<Demand>)5元素模型描述位置服务上下文信息中5个信息元素(用户信息、时间信息、位置信息、环境信息、用户需求信息),这5个信息元素均是直接因素,彼此独立且获取方便,人为干预少;同时,利用数据库技术可将5元素模型抽象成5元素表形式存储于数据表中,以便高效检索。最后,通过分析5元素模型中的不同信息元素,可推理出基于搜索关键词的用户需求偏好及基于时间和位置信息的用户轨迹(用户行为、热点区域、用户兴趣)。

江苏沿海地区生态承载力空间分异特征及优化

区域生态承载能力空间格局与优化研究是推动经济转型升级和生态保护修复统筹发展的需要。本研究以江苏沿海区域自然-社会-经济复合生态系统为研究对象,建立生态承载压力-状态-潜力(PSP)概念模型,用15项指标表征3个层面状态的交互关系,在GIS等空间技术支持下,通过分项和多项综合评价,分析研究区域生态承载力的量级、空间分异特征。结果表明:江苏沿海区域分要素生态承载力适宜性的空间格局呈多种变化趋势,同一指标在不同市县的量级、面积、占比、布局等存在显著差异;从压力与状态叠加指数空间分异性可见,低压力适宜承载、低压力一般适宜承载、低压力不适宜承载、高压力适宜承载、高压力一般适宜承载、高压力不适宜承载的区域面积分别为3971.42、6885.21、3705.23、4597.03、6853.26、6403.97 km^(2),分别占总面积的12.3%、21.2%、11.4%、14.2%、21.1%、19.8%;状态与潜力叠加指数空间分异性结果显示,低潜力适宜承载、低潜力一般适宜承载、低潜力不适宜承载、高潜力适宜承载、高潜力一般适宜承载、高潜力不适宜承载的区域面积分别为3030.79、6545.30、5874.31、3253.31、7614.38、6097.83 km^(2),面积占比分别为9.4%、20.2%、18.1%、10.0%、23.5%、18.8%。在空间格局上大多呈现低压力承载区对应高潜力承载区、高压力承载区对应低潜力承载区的分布特征,压力与状态和状态与潜力之间存在相互影响、相互促进、协同提升的交互作用。