基于Angstrom-Prescott模型和空间插值的山东省月太阳辐射再估算

基于Angstrom-Prescott模型和空间插值法构建了山东省各地的月太阳辐射估算方法,并利用山东省3个国家站（济南、莒县和福山）和菏泽、聊城、淄博及青岛的辐射观测数据验证了估算方法的准确性。首先利用山东省3个国家站1992年—2015年的辐射与日照百分率观测数据,采用最小二乘法拟合得到不同月份Angstrom-Prescott模型系数并以2016年观测数据验证。其次,分别使用不同空间插值法对菏泽、聊城、淄博和青岛进行太阳辐射估算并根据结果选择最优空间插值法。最后,将该方法与其他文献方法进行对比分析。2016年国家站的月太阳辐射估算结果显示其月平均σMRE约为3.5%,σ_RMSE在17 MJ/m²~24 MJ/m²,因此该A-P系数具有较高的准确性。在菏泽、聊城、淄博及青岛4站的估算中选定误差最小(σ_MRE约为7.22%,σ_RMSE约16 MJ/m²~69 MJ/m²)的最小曲率法作为最优空间插值法。与其他文献方法对比的结果表明,基于Angstrom-Prescott模型和空间插值法估算月太阳辐射准确度较高,可应用于其他区域月太阳辐射的估算。     

基于Angstrom-Prescott模型和空间插值的山东省月太阳辐射再估算

基于Angstrom-Prescott模型和空间插值法构建了山东省各地的月太阳辐射估算方法,并利用山东省3个国家站（济南、莒县和福山）和菏泽、聊城、淄博及青岛的辐射观测数据验证了估算方法的准确性。首先利用山东省3个国家站1992年—2015年的辐射与日照百分率观测数据,采用最小二乘法拟合得到不同月份Angstrom-Prescott模型系数并以2016年观测数据验证。其次,分别使用不同空间插值法对菏泽、聊城、淄博和青岛进行太阳辐射估算并根据结果选择最优空间插值法。最后,将该方法与其他文献方法进行对比分析。2016年国家站的月太阳辐射估算结果显示其月平均σMRE约为3.5%,σ_RMSE在17 MJ/m²~24 MJ/m²,因此该A-P系数具有较高的准确性。在菏泽、聊城、淄博及青岛4站的估算中选定误差最小(σ_MRE约为7.22%,σ_RMSE约16 MJ/m²~69 MJ/m²)的最小曲率法作为最优空间插值法。与其他文献方法对比的结果表明,基于Angstrom-Prescott模型和空间插值法估算月太阳辐射准确度较高,可应用于其他区域月太阳辐射的估算。     

用太阳辐射数据推测城市大气污染状况初探

根据Ｈｅｅｒｍａｎｎ余弦晴天太阳辐射模型，利用在城市中心测得的太阳总辐射数据，提出估计城市上空大气总污染水平的方法。以南宁市为例证计算由于城市污染所引起的太阳辐射衰减量，发现此衰减量为１５％～３０％，冬天比夏天严重。     

三维环境下的建筑表面太阳能潜力估计

提出一种结合屋顶及立面，考虑天气因素影响的城市级建筑表面太阳能潜力估计方法.以建筑轮廓矢量数据和高度信息为基础，重建三维城市环境；基于射线求交方法、纹理映射和太阳辐射模型计算和渲染建筑表面太阳辐射；利用长期日照时数气象数据和天气校正模型对建筑表面接收的太阳辐射进行辐射校正，并通过气象站太阳辐照度辐射观测数据对校正结果进行有效性验证.结果表明：相关系数r和均方根误差RMSE分别为0.85和0.99 kW·h·m^-2,具有一定的有效性.应用该方法对研究区进行时空特征分析，研究结果可为城市清洁能源利用评估提供方法，为低碳城市的设计和管理提供一定参考.     

基于LS-SVM方法的晴空逐时太阳辐射模型

利用浙江省杭州和椒江两站2003-2005年的晴空逐时气象数据,采用最小二乘支持向量机方法(LS-SVM),建立了晴空逐时太阳辐射模型.模型的输入因子为逐时天文辐射、气温、气压、水汽压、能见度和风速等要素,输出因子为逐时太阳辐射.模型数据分为2部分,其中2003年的数据用于训练建模,2004-2005年的数据用于模型的评估.结果表明,LS-SVM方法能够很好地模拟气象要素对太阳辐射的非线性影响,建立的太阳辐射模型精度较高,模型的解释性方差R2为0.950 5,均方根误差ERMS-0.159 0 MJ·m-2,平均误差EMB和平均绝对误差EMAB分别为0.005 3和0.124 1 MJ·m-2.根据浙江省68个气象站2005-12-15T14:00的气象要素,估算出的太阳辐射为1.39～2.24 MJ.m-2.基于LS-SVM方法的晴空逐时太阳辐射模型具有很好的学习推广能力,利用常规的气象观测资料,即可模拟出具有相似气候背景下的晴空逐时太阳辐射,为太阳辐射遥感反演提供地面数据.     

河北涞源太阳辐射的时空分布差异及资源应用可行性分析

当前大部分学者通常只研究太阳辐射大范围区域,对具体地域的研究很少;为此,对河北涞源太阳辐射的时空分布差异及应用可行性进行分析。给出河北莱阳地理位置;太阳辐射数据来源为当地气象站53599。采用Dubayyah太阳辐射估算法对太阳总辐射进行计算,把地表太阳辐射划分成太阳直接辐射、太阳散射辐射和周围地形反射辐射,采用求和方式求出总太阳辐射。给出涞源典型月份太阳直接辐射、散射辐射、周围地形反射辐射和总辐射时空分布差异分析结果,分析了涞源太阳辐射每天不同时段的时间分布差异。对太阳能资源光热转换和光电转换应用可行性进行分析。结果表明:涞源7月太阳辐射值最高,1月太阳辐射值最小,太阳能最佳利用时间为夏季中午;资源应用可行性强。     

UV-B辐射下植物生长的常微分方程模型

分别建立了含有UV-B辐射因子的植物生长的单室和根叶二室微分方程模型,利用Mat-lab编程对单室和根叶二室模型分别进行了数值计算求解,并用田间春小麦生物量影响的试验数据对结果进行了验证.计算表明:数值结果与试验数据吻合.     

复杂地面背景红外热像模拟

该文利用数字地面高程模型(DEM)数据生成了三维地形结构,利用蒙特卡洛方法计算了复杂地形对太阳辐射的遮挡情况,获得了太阳辐射投影系数和地表上的太阳辐射强度分布.利用一维温度模型和太阳辐射强度分布,建立了地表的三维温度分布的计算方法和复杂地表的红外辐射特性的计算方法,利用蒙特卡洛方法计算了地表对太阳红外辐射的反射,获得了较为逼真的复杂地表红外模拟热像.     

金等离子体辐射不透明度的计算

考虑到能级的精细结构，将谱线能级用类氢近似细分，改进了平均原子模型中束缚．束缚跃迁吸收系数的计算方法．用改进后的平均原子模型计算高Z元素Au等离子体在一定温度和密度下的辐射不透明度，计算结果表明该模型的计算结果比原平均原子模型更接近Monte-Carlo模型的计算结果，而且计算量比Monte-Carlo模型少得多．     

适用于桥梁截面温度场计算的太阳辐射模型研究综述

为选择更适用的太阳辐射计算模型进行桥梁截面积温度场分析,对国内外不同的太阳辐射计算模型进行归纳总结,主要包括桥梁截面温度场分析中必备的太阳总辐射、太阳直接辐射和太阳散射辐射.对比分析不同数值计算模型之间的异同点及其适用范围.分析发现基于日照时数的日太阳总辐射经验模型ngstr9m-Page模型应用最多,其线性表达式的计算量小且满足精度要求;日太阳总辐射可采用Collares-Pereira and Rabl模型换算为逐时太阳总辐射;逐时太阳直接辐射和逐时太阳散射辐射可分别采用Hottel模型和Liu and Jordan模型进行计算.所总结的逐时太阳辐射计算模型可作为边界条件开展桥梁截面温度场分析.     

基于时间序列疏系数模型的太阳辐射年际变化趋势预测

利用1961—2016年山东省济南市太阳年总辐射量观测数据,通过模型识别和统计检验,对比分析时间序列模型AR(5)和ARIMA((1,2,4),1,0)的拟合结果。残差检验结果表明,疏系数模型ARIMA ((1,2,4),1,0)可用于预测地表太阳年总辐射量,预测结果显示2017—2025年济南市地表太阳辐射的年际变化整体呈增长趋势。对比多元线性回归模型结果,时间序列疏系数模型误差较小,预测准确度相对较高。     

基于区域转换因子的不同立地质量阔叶林碳储量估测

【目的】研究不同立地质量类型对阔叶林碳储量遥感估测精度的影响。【方法】以2007年浙江建德市森林资源二类调查数据和TM影像为研究材料,根据区域的蓄积量-生物量转换因子连续函数法,并依据浙江省的生物量-碳储量含碳系数转换法计算阔叶林碳储量和地位级法评价立地质量等级,比较阔叶林地位质量等级中等以上、地位等级中等以下和不分地位等级3种碳储量遥感估测模型,并进行精度检验。【结果】以第1主成分为特征变量构建森林碳储量估测模型,相关系数R均在0.49以上,拟合效果较好; 将森林碳储量回归模型预测值与实测值进行对比分析,不分地位级总体估测精度为65.89%,地位等级中等以上、地位等级中等以下类型总体估测精度分别为82.53%、83.09%。【结论】分不同立地质量类型可以提高阔叶林碳储量遥感估测精度。     

全厚式沥青路面温度场预估模型

对沥青层厚大于30 cm的全厚式沥青路面的温度场进行分析。基于气温和太阳曝辐量影响的累积性特点,对我国4个地区路面温度实测数据和气象数据进行回归分析,并建立以气温、太阳曝辐量、路面深度为主要参数的不同地区沥青路面温度场预估模型。分析不同地区预估模型产生差异的原因,并引入历年的月平均气温作为地区修正系数,建立适用于各个地区的全厚式沥青路面温度场预估模型。结果表明,该预估模型具有较强的适应性和较高的预测精度。     

起伏地形下福建省太阳总辐射的分布式模拟

基于数字高程模型(DEM)数据,综合考虑坡度、坡向、地形遮蔽度等因素,建立了起伏地形下总辐射分布式模型(包括起伏地形下太阳直接辐射、散射辐射和地形反射辐射的分布式模型)。利用1960～2010年数据模拟了福建省旬尺度100 m下的太阳总辐射及其空间分布。结果显示:福建省区域内总辐射平均值绝对误差最大为0. 04 MJ/m~2,平均绝对误差为0. 03 MJ/m~2,平均相对误差为8. 25%,个例年验证平均相对误差为9. 1%;模拟结果表明:福建省总辐射夏季各旬之间变化平缓,实际地形下总辐射受纬度影响没有冬季明显,冬季山地与滨海平原总辐射差异较大;太阳总辐射在局地地形下受坡度坡向影响十分明显,阳坡的辐射量要明显大于阴坡,其中冬季差异最明显;从坡度来看,坡度越大太阳总辐射受坡向的影响越大。     

几种散射辐射模型精度的对比

通过对既有散射辐射模型的分析,结合上海地区太阳辐射实测数据,建立了各向异性散射辐射新模型,其后从天气类型、朝向、季节和倾角等方面对新模型及既有模型的精度进行了对比分析.对天气类型的研究表明,阴天或多云天时,Klucher模型、Hay模型及Skartveit和Olseth模型与实测值较为吻合;但晴天时,Perez模型和新各向异性散射辐射(NADR)模型更佳.对朝向的研究表明,对于东向和北向,Perez模型和NADR模型较为准确;而对于南向和西向,Liu和Jordan模型,NADR模型较为准确.对季节的研究表明,夏秋季Perez模型和NADR模型较为准确;秋冬季Liu和Jordan模型,NADR模型较为准确.对于倾角的研究表明,Klucher模型与实测值较为吻合,各类散射辐射模型在计算倾角较小的倾斜面散射辐射精度优于倾角较大的情况.对天气、朝向、季节和倾角等多因素的综合考虑表明,Temps和Coulson模型,Gueymard模型准确性相对较低,而NADR模型的准确性最高.     

基于无人机高光谱影像的植被覆盖度遥感估算模型比较

为了探寻光谱解混模型估算植被覆盖度的精度及适用性,对广东省中山市民众镇义仓村内的一块香蕉林地,利用无人机高光谱数据,比较了3种植被覆盖度估算的经典模型(像元二分模型、Carlson模型和Baret模型)以及目前较为常用的3种光谱解混模型(线性光谱混合模型(Linear Mixed Model, LMM)、后验多项式非线性混合模型(Polynomial Post-nonliner Mixing Model,PPNMM)和考虑光谱变异的正态组分模型(Normal Compositional Model,NCM))估算植被覆盖度的效果. 实验结果表明:像元二分模型高估了植被覆盖度;Carlson模型低估了植被覆盖度;Baret模型在低植被覆盖度区域内高估了植被覆盖度、在高植被覆盖度区域内低估了植被覆盖度;LMM模型在高植被覆盖度区域有较好的估算效果;PPNMM模型在低植被覆盖度出现小幅度高估;NCM模型估算的效果最佳.     

基于GA-tBP模型的城市道路交通量预测

针对城市道路交通量时间差异性强的问题,提出了一种使用遗传算法(genetic algorithm,GA)优化BP(back propagation)神经网络并考虑时间特性的模型(GA-tBP)预测道路交通量。从月、周、日3个维度统计分析了历史交通量数据存在的差异,得出影响城市道路交通量的时间因素。以江西省南昌市赣江中大道交通量为例,对未来24 h内每5 min交通量进行预测,对比分析了不同模型在预测精度和学习能力等方面的表现。研究结果表明,同不考虑时间特性的模型及其他传统预测模型相比较,GA-tBP模型的预测效果最好,其均方误差(mean squared error, MSE)及平均绝对误差(mean absolute error, MAE)分别为14.87 veh/5 min和2.44 veh/5 min,故该模型具有可行性和有效性。     

Characteristics of atmospheric aerosol optical depth variation over China in recent 30 years

This note retrieves the annual and monthly mean 0.75 μm aerosol optical depth (AOD) by using the daily direct solar radiation and sunshine duration data of 47 solar stations from 1961 to 1990. The characteristic of AOD variation over China in recent 30 years was analyzed. The results indicate that AOD increased obviously over China from 1961 to 1990. AOD increased most rapidly over the east part of Southwest China, the middle-and-lower reaches of the Yangtze River and the Tibetan Plateau. The increasing trend of AOD is also relatively distinct in North China, the Shandong Peninsula, east part of Qinghai Province, and coastal areas of Guangdong Province. However, in most parts of Northwest China and Northeast China, the increase of AOD is less significant, while in the west part of the Xinjiang Uygur Autonomous Region and some parts of Yunnan Province, AOD shows decreasing tendency. Generally, AOD reaches its maximum in spring and the minimum appears in summer. As to the linear trend, the maximum occurs in spring but the minimum in winter. Among the 47 stations selected in this note, the largest three stations of AOD are Chengdu, Chongqing and Nanchong, respectively, which all lie in the Sichuan Basin, and the smallest value of AOD occurs in Jinghong located in Yunnan Province.