广州市2022年臭氧污染特征与成因分析

选取2022年O_(3)及其前体物观测数据、气象观测数据和ERA5再分析数据,结合基于观测的模型(OBM)和后向轨迹模型,分析了2022年广州市O_(3)污染特征,识别了O_(3)生成控制区及关键敏感型物种,并从O_(3)前体物排放、气象条件和区域传输3个方面开展了O_(3)污染成因分析.结果表明:广州市O_(3)生成以VOCs控制和NO_(x)-VOCs协同控制为主,现阶段VOCs和NO_(x)减排比例应不低于1:1;O_(3)生成对含氧VOCs最为敏感,其次是植物源VOCs(BVOCs)、烯烃、芳香烃和烷烃;2022年广州市O_(3)前体物NO_(x)和VOCs浓度同比下降14.7%和30.4%,但副高强盛、台风外围环流影响频繁叠加强辐射、高温、低湿等不利气象条件和区域传输抵消了广州市本地前体物减排的成效,造成O_(3)浓度上升,其中典型O_(3)污染过程(2022年9月16~22日)气流轨迹由西北、西南方向气团转变为东和东南方向气团,易受到来自周边城市区域传输影响.建议下一步持续推动NO_(x)减排,促进O_(3)对NO_(x)敏感性向正敏感性的转变,同时积极构建区域联防联控机制,降低区域传输贡献.

广州市水资源开发利用与经济发展关系研究

近年来,伴随环境保护意识的增强和对经济建设质量要求的不断提升,探究水资源利用与经济发展之间的关系显得愈发重要。基于此,利用LMDI模型^([1])对广州市用水量进行分解和分析,采用Tapio脱钩弹性法[2]厘清水资源利用量与经济增长之间的脱钩关系,初步得出以下结论:①广州市总用水量呈现波动递减趋势。广州市加快了经济结构调整与转型升级,工业用水量逐年递减,农业用水呈波动下降趋势,建筑业和服务业用水呈波动上升趋势,居民生活用水量稳定增长,生态环境用水近3 a激增。②广州市生产总用水量已实现强脱钩。工业生产用水已实现各时期强脱钩;农业生产用水除“十三五”期间有弱脱钩出现,其他时期均已达成强脱钩;居民生活用水已实现从弱脱钩到强脱钩的转化;城镇公共和生态用水未能达到稳定的状态,是导致用水总量不稳定的因素之一。③对生产用水变化量增量起主导作用的是经济发展水平,起消减作用的是用水效率。为稳定社会经济发展,控制用水总量,减低水资源消耗,达到强脱钩的理想发展状态,必须提高用水效率。

广州市土地利用碳排放时空演变及影响因素

[目的]探究不同空间尺度下的土地利用碳排放时空演变特征及影响因素,为制定合理的碳减排措施并实现“双碳”目标提供参考依据。[方法]从乡镇级和1 km格网两个空间尺度测算了2000年、2005年、2010年、2015年、2020年广州市土地利用碳排放量,运用GIS空间分析、空间自相关方法、探索性回归和地理地权回归(GWR)模型探讨了广州市土地利用碳排放的时空演变特征及影响因素。[结果](1)两个尺度下中、高度碳排放区面积逐渐增加,负碳排放和低度碳排放区面积逐渐减小。(2)区域土地利用碳排放总体上具较强的正空间集聚特征,且集聚程度趋于增强;高—高集聚和低—低集聚单元居多,低—高集聚区零星分布且变化不大。(3)局部空间集聚格局也发生了一些变化:高—高集聚区逐渐扩大;低—低集聚区在乡镇级尺度下有所收缩,而1 km格网尺度下略微扩大。(4)土地利用结构、投资水平和人口规模对土地利用碳排放具正向作用,95.32%的乡镇单元的人口密度具抑制作用。[结论]广州市土地利用碳排放水平逐渐增加,且整体上呈现正空间集聚特征,各影响因素对其的影响差异明显,研究成果可为广州市制定精准化碳减排措施提供参考依据。

极端天气下轨道交通水害致灾因子时空分布特征

近年来,在与气候变化相关的多种极端天气因素的相互作用下,洪涝事件对城市及轨道交通系统造成了严重影响。以粤港澳大湾区典型沿海城市洪涝事件为例,研究了轨道交通水害的主要致灾因子(极端降雨和台风风暴潮)及相关特征参数,揭示了其时空分布特征。研究表明:①近年来,广州市降雨量、降雨强度均明显增加,但降雨历时减少,降雨整体呈现增多且趋于集中的极端化趋势。广州市降雨时间分布在年内存在两个极值区间,第一极值区间与广州市“龙舟水”相关,第二极值区间主要受台风影响。广州市降雨空间分布不均,主要受季风及地理位置影响。②近10 a影响广东省的29场台风风暴潮灾害集中发生在7~10月,该时间与降雨第二极值区间重合。在对近年广东省典型轨道交通水害事件进行总结后发现,水害高发期与两个极值区间重合。虽然广东省台风强度存在缓慢降低趋势,但由于广东省沿海城市遭受台风风暴潮灾害的频次不断上升,且粤中地区密集分布有广东省全部的地下轨道交通系统,未来广东省轨道交通系统水害风险将随着极端天气时空分布特征的变化进一步加大。研究成果可为未来城市轨道交通水害致灾特征研究提供依据,为城市防灾减灾提供参考。

路网形态与城市活力的多尺度空间关系研究——以广州市中心城区为例

城市活力作为刻画城市社会经济发展的重要指标,其影响因素被持续关注。路网作为人与人联系的桥梁一直影响着城市活力,而路网形态对城市活力影响的空间异质性问题却鲜有研究。本文依据地理空间大数据,采用多空间尺度下的接近度和穿行度来量化表征路网形态,组合其他相关建成环境变量,构建多尺度地理加权回归(MGWR)模型,探究路网形态与广州市中心城区城市活力的多尺度空间关系。结果表明:①城市活力与路网形态的空间分布具有较强的相关关系。②相较于传统最小二乘(OLS)模型和地理加权回归(GWR)模型,MGWR模型可以充分表达解释变量对于因变量的空间异质性差异,且在不同空间尺度下回归结果更为稳健。③接近度在不同空间尺度均具有强空间异质性,且对城市活力具有正向影响,随空间尺度增加,接近度对城市活力的正向影响增强,在空间分布上接近度对商圈附近路网依赖性强的区域的城市活力正向影响更强;穿行度在不同空间尺度均有弱空间异质性,随空间尺度增加,接近度对城市活力的负向影响减弱,在空间分布上穿行度对商圈区域城市活力的负向影响更强。④不同空间尺度路网形态变量的差异可以改变其他建成环境变量对城市活力的影响。

广州市水源涵养生态系统服务功能评价与影响因素研究

研究以开展海绵城市建试点的广州市为分析区域,借助InVEST模型分析2013-2017年水源涵养服务功能变化情况及影响因素。结果显示:广州市2013-2017年水源涵养功能服务整体有一定提升,多年平均水源涵养量深度为644.860mm,平均增长了10.39%。在不同行政区域和不同土地覆被类型下水源涵养功能变化差异明显。研究区水源涵养生态系统服务功能受到自然因素与社会经济因素的综合影响。气候变化因子一直是水源涵养功能服务变化的主导因素,社会经济发展因素为次要因素。

基于低效用地的创新创业载体布局机制与规划策略研究——以广州市为例

低效用地再开发为创新空间建设提供了新的契机,在低效用地布局创新创业载体有利于优化城市空间和促进创新创业高质量发展。文章基于负二项回归模型、地理加权回归模型,分析低效用地中创新创业载体布局机制,识别低效用地中创新创业载体的微区位模式,支撑基于低效用地再开发的创新创业载体布局规划。研究发现:①低效用地为创新创业载体提供重要的空间支撑,低效用地中的载体有空间集聚特征;②创新创业载体趋向于分布在批发市场、高等院校和科研院所及商务中心周边的低效用地,交通、金融、生活配套和用地规模也是影响低效用地中创新创业载体布局的因素;③创新创业载体形成产业集群、商务中心、技术密集型微区位模式,应采取差异化的改造策略以促进创新创业载体的合理规划布局。

基于精细化数据的广州市番禺区内涝淹没风险研究

[目的]利用精细化测绘调查数据开展城市降雨径流过程模拟,旨在盘活国土资源数据资产和促进城市内涝风险精准管控。[方法]以广东省广州市番禺区为研究区,基于高精度的地形和建筑数据,采用SCS-CN径流模型和GIS技术,模拟不同强度暴雨情境下的城市内涝淹没深度,定量分析研究区内涝淹没风险空间分布特征,同时结合承灾体灾损经验模型,对洪灾损失风险进行评估,识别高发易损规划管理单元。[结果]①番禺区内涝淹没风险区空间上呈现河涌与城市低洼地区聚集状态,临近市桥—沙湾水道、三枝香—大石水道的街镇存在着较高的淹没风险。②随着暴雨强度增加,农业用地和建设用地将受到最严重的影响。③在100a一遇暴雨情形下,番禺区4个规划管理单元处于高损失风险,损失主要来自住宅建筑,而处于中等损失风险的单元主要面临农业耕地淹没损失。[结论]通过精细化的测绘数据建模,从地块级别成功识别了番禺区潜在易淹没高损失区域,与实际情况较为符合,提高了风险研判的精细度,能够为城市内涝治理和海绵城市规划建设高质量发展提供技术支持。

基于居民通勤行为分析的城市空间解读——以广州市典型街区为案例

行为研究是近年来人文地理研究中颇受关注的领域之一,对微观行为进行宏观归纳,进而解释人地关系是提升其理论价值的重要方向之一。GIS的应用在很大程度上解决了研究手段上的瓶颈问题。本文将GIS与传统的研究方法相结合,构建基于智能图的微观行为调查方法体系,并利用GIS实现微观行为及空间感知的宏观空间模拟,探讨基于城市居民通勤行为分析的空间解读方法。同时,将该方法运用于广州市,选择具有典型意义的街区进行研究。通过调查,获取典型街区实体空间信息、被调查者社会属性、通勤行为空间和对通勤沿路相关实体要素的感知等信息,进行分析与模拟。一方面,分析认为,居民通勤行为空间在很大程度上反映实体空间的现状及其演化,同时,与社会空间有一定的关系;另一方面,以调查获取的数据为实验基础,利用GIS进行基于个体对实体空间感知的宏观效果模拟实验,该方法能较好地解读实体空间的特征和存在的主要问题,并具有一定的可拓展性。

广州市土地安全预警系统与RBF评估模型的构建

土地资源安全预警是区域资源安全研究的重点,通过构建具有实际操作意义的土地资源安全预警系统,可以进行土地资源安全的综合分析,以此来判断城市土地资源安全变化趋势。以广州市为例,应用人工神经网络改进模型(RBF)进行土地资源安全的综合评价,表明广州市土地资源安全已由轻警转为中警状态。实践证明RBF模型对土地资源安全综合评价具有较高的客观性和准确性。

基于GIS的城市雨洪模型SWMM二次开发研究

以广州市新河浦社区为例,采用双层排水系统,利用SWMM模型的开源数据接口,实现了在VisualBasic 6.0平台下SWMM模型与ArcGIS的集成,构建了基于GIS平台的内涝模拟模型,并分析了不同暴雨重现期下的淹没情况。结果表明,该模型具有较好的精度和可靠性。

转型期中国城市社会空间演进动力及其模式研究——以广州市为例

1990年代,社会经济转型期中国城市社会空间演进机制成为城市地理学、城市社会学研究的重点。以广州市为例,分析出现的“城中村”、大学城、“华南板块”等若干“新社会空间”类型,发现“新自由主义”经济发展策略及其政府的企业化行为、市场力量的强大与投机成为该时期城市社会空间演进的内在动力,在此基础上总结其社会空间结构演进的抽象模式。

基于多层次模型的广州门禁小区家庭入室盗窃环境影响分析

基于环境设计预防犯罪理论(CPTED)和社会失序理论,利用2012年10―12月在广州门禁小区进行的大规模入户调查数据,采用多层次回归模型从社区内部环境角度对广州门禁小区家庭的入室盗窃受害情况及其发生的环境机理进行研究。通过5个多层次回归模型的对比分析发现:家庭被盗情况主要受到家庭的住房特征和人口特征的影响,小区变量对家庭变量有非常重要的调节作用。住房特征、公共空间使用率、家庭人口特征和小区的正式控制机构失效度对家庭是否被盗有着非常显著的影响;环境形象和人口流动性、小区开放度和功能混合度通过对家庭特征的间接影响而影响家庭的被盗情况。

佛山市南海区在广佛同城化中的应对策略研究

珠三角地区发展导向的转变及广佛同城化的实质性推进,赋予了处于广佛核心位置的南海区更广阔的发展空间,传统的"六个轮子一起转"的南海模式难以继续推动南海区的高速发展与可持续发展。在此背景下,南海区需要"携同广佛,融入区域",从空间发展、功能维育、产业经济、城乡统筹等方面着手,重新选择并找准未来城市的发展方向,着力打造"都市南海、创新南海、殷实南海、宜居南海",以顺应广佛同城化发展的趋势。

2012—2014年广州能见度变化特征及与PM_(2.5)关系研究

根据广州市2012年1月—2014年4月的大气能见度,PM_(2.5)、O_3、SO_2、NO_2、NO_x、CO等大气污染物,以及气象要素的实时监测资料,分析了近年来广州市大气能见度变化特征,探究了能见度与大气污染物、气象要素之间的关系,并对PM_(2.5)、相对湿度等主要因素对能见度的综合影响进行定量分析,并基于以上综合分析建立了高精度的能见度统计模型。结果表明:2012年1月—2013年12月广州市大气能见度呈好转趋势,到2013年能见度年均值约为13.01 km,为1973—2007年平均水平的约1.2倍;广州市大气能见度及灰霾日频率季节特征明显,其中春、冬季节是低能见度时期,也是灰霾多发季节,灰霾日频率达到50%左右;PM_(2.5)、相对湿度为近年影响广州市能见度的主要因子,相关系数分别达-0.556、-0.335(p<0.01)。研究表明,最终所建立的多函数拟合统计模型对能见度模拟效果较好,相关系数达到0.90(p<0.01),平均绝对误差、平均相对误差、均方根误差分别为1.281 km、13.3%、1.767 km。

基于GRAPES模式的广州地区大气输送扩散参数及其对PM_(2.5)预报的应用

利用2010年11月—2011年11月广州地区PM2.5逐时监测资料以及GRAPES模式计算的四种大气输送扩散参数预报值,分析评估模式描述四种大气输送扩散参数的性能及其预报广州地区PM2.5浓度的可行性,结果表明：GRAPES模式不同时刻起报的地面通风系数、平均通风系数和湍流动能的预报稳定性与一致性较好,而垂直交换系数相对较差。垂直交换系数、地面通风系数、平均通风系数和湍流动能的量级分别为101、103、103和10-1~100。PM2.5浓度与大气输送扩散参数呈显著负相关,其中PM2.5与14时起报的垂直交换系数相关性最好。使用临界成功指数CSI对PM2.5浓度进行预报检验,得到垂直交换系数对PM2.5的预报稳定性较好,垂直交换系数能大概判别PM2.5为＂污染＂与＂清洁＂情况,临界成功指数部分可达70%。垂直交换系数与PM2.5浓度存在显著的超前滞后相关,预报PM2.5浓度是否为＂污染＂与＂清洁＂可同时参考原序列及滞后序列的预报效果。

基于SARIMA模型的广珠城际铁路客流量预测

为实现铁路车站发送客流量的短期预测,研究预测步长对短期客流预测效果的影响,分析了广珠城际铁路车站发送客流的特征和变化规律,结合客流特征及季节性差分自回归滑动平均模型(seasonal autoregressive integrated moving average,SARIMA)的适用性,构建了SARIMA客流预测模型,利用Python软件中的Statsmodels模块完成了SARIMA客流模型的精细化调参,以广州南站、小榄站的发送客流量为例验证了模型的有效性.结果表明,SARIMA预测模型可以较好地适用于不同数量等级的客流预测,其预测精度随预测步长的增加而降低.预测步长为1时,广州南站、小榄站、珠海站客流预测平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)值分别为3.97%,5.83%,5.43%;预测步长增加为2时,各车站客流预测误差显著增加,广州南站、小榄站、珠海站客流预测误差MAPE值分别为5.31%,6.79%,7.62%;预测步长大于2时,预测误差基本保持稳定.将SARIMA模型预测效果与随机森林(random forest,RF)、支持向量机(support vector machine,SVM)、梯度提升算法(gradient boosting,GB)、K最近邻算法(K-nearest neighbor,KNN)模型或方法的预测效果进行对比,预测步长为1时,SARIMA模型预测效果略优于其余4种模型,5种预测模型预测精度差距较小;预测步长大于1时,RF、SVM、GB、KNN模型预测误差随预测步长显著增加,预测误差为SARIMA模型的数倍.SARIMA模型在客流时间序列的多步预测方面具有较大的优势.

民国时期广州城区主体建筑的三维模拟及其空间特征

通过实地调查和查阅相关图文资料，在民国十七年1：10000地形图上，构建了民国时期广州城区的三维模型．该时期的建筑物多为2～3层，平均高度约为10m，高度差异不大，并以沿江西路为中心向外呈3个阶梯下降；珠江两岸高度差异显著；城市天际线起伏较大且骑楼街广布．

基于城市雨洪模型的市政排水与水利排涝标准衔接研究

针对目前存在的市政排水与水利排涝两个标准的衔接仍无规范统一方法的问题,以广州市东濠涌流域为研究区域,采用城市综合流域排水模型Info Works ICM建立东濠涌流域管道、河道及地面二维耦合模型,分析计算市政排水1年一遇与水利排涝5年一遇以及市政排水1年一遇与水利排涝10年一遇两种情况下的标准衔接关系,为城市排水防涝规划设计提供技术支撑。结果表明:1年一遇市政排水标准与10年一遇水利排涝标准的组合能够满足流域涝水顺利排除的要求,但管道排水口底高程距河底高程的距离过短也会对管道的水位顶托产生一定影响,故建议城市排水管网的规划建设应至少保证排水口底高程高于河道底高程0.5 m以上。

空气质量多模式系统在广州应用及对PM10预报效果评估

介绍了广州空气质量多模式系统并评估其对2010年9月广州市的气象要素和PM10日均浓度的24h的预报效果。评估结果表明:模式系统较好地预测了气象要素的变化,但高估了风速;各空气质量模式能合理预测广州PM10浓度的时空变化,预报效果均处于可接受范围内(平均分数偏差MFB小于±60%且平均分数误差MFE小于75%),部分模式可达到优秀水平(MFB小于±30%且MFE小于50%),但同时各模式在郊区均预测偏高而在市区偏低;总体上,模式在广州郊区的PM10预报效果优于市区。模式间对比表明,在本次业务预报实践中,不存在最优的单模式,同一模式对不同的统计指标、不同的站点,其预报效果可能存在差异,基于算术平均集成各模式结果未能获得最优的预报效果。优化排放源空间分布并引进更好的集成预报方法(如权重平均、神经网络、多元回归等)是未来改进广州空气质量多模式系统预报效果的可能途径。