引导滤波在雾天图像清晰化中的应用

根据大气散射物理模型,分析并解决单幅图像去雾的关键问题,以消除雾气对室外机器视觉系统的影响.实验结果表明:利用引导滤波器的局部平滑特性估计大气光幕,可有效克服光晕效应和颜色过饱和现象;通过计算雾气最浓区域的平均值获取大气光强度值,可解决部分图像偏色问题;对复原的图像进行自适应增强处理,提高了图像的整体视觉效果.通过与多种典型的图像去雾算法的比较,说明该方法能更有效地消除图像中的雾气、真实复原场景的对比度和颜色,同时具有很快的执行速度,有利于算法的实时实现.     

认识PM2.5

随着工业的发展,机动车辆的增多,污染物排放和大气颗粒物大量增加,直接导致了大气能见度降低,使得整个城市看起来灰蒙蒙一片。研究表明,大气颗粒物中的PM2．5是能见度降低的主要原因。本文就PM2．5的定义、成分与来源、危害、与能见度的关系、监测技术、相关标准,以及防治手段等进行了介绍。     

改进暗通道先验的雾霾天图像复原算法

为解决暗通道先验在雾霾天图像复原过程中存在的不足,提出了一种改进的快速算法,即采用自适应邻域求取原图像的暗通道,解决了固定邻域在局部区域的错误估计问题;结合极大值滤波与双边滤波计算透射率,有效降低了运算量和运行时间;最后利用区域像素的平均值替代单个最大值,获取更加准确的空气光亮度,从而使改进算法对雾霾去除的视觉效果更加出众,并大幅度地降低了算法的执行时间。     

雾霾指数期权合约设计及蒙特卡罗模拟定价

雾霾天气对社会经济、企业经营、国民健康造成损失.不同于传统的实体经济方式如汽车限行、工厂减排等控制雾霾,本文设计以PM2.5浓度指数为标的的雾霾期权合约,利用虚拟经济手段对冲雾霾风险.文章选取北京市2012年10月9日至2015年7月17日PM2.5浓度日数据建立Ornstein-Uhlenbeck(O-U)模型描述数据的季节性趋势及方差,然后在无套利定价框架下基于鞅定价方法,对2015年7月18日至2015年8月17日的雾霾指数期权进行蒙特卡罗模拟定价和比较验证.结果表明,各标的雾霾指数期权的模拟价格精度良好.通过两个利用期权交易对冲雾霾风险的示例,本文表明了设计的可行性.     

融合粗糙集和二元萤火虫算法的雾霾关键影响因素预测方法

雾霾对人类的日常生活带来极大的危害,因而分析产生雾霾的关键影响因素尤为重要.针对目前传统算法预测雾霾关键影响因素存在的缺陷,从一维细胞自动机入手,提出了一种以基于群落弱连接机制的二元萤火虫算法(CWLBGSO)为搜索策略,粗糙集为评价准则的混合方法.CWLBGSO基于自然界中萤火虫间协同进化的"弱连接"机制,划分搜索空间,为每个子空间分配相应的种群,各子种群中的次优个体相互交互产生新个体,从而保持种群的动态多样性,然后将CWLBGSO结合粗糙集,应用于北京,广州和上海三地雾霾关键影响因素的预测中,并结合10交叉验证和SVM算法对预测结果分类准确率和影响因素进行分析,通过与其它算法进行对比,结果表明本文算法能有效剔除冗余因素,预测结果具有较高的稳定性和可行性.     

北京市主要大气污染源清单及火电厂排放污染物对雾霾天气的影响

根据2013年北京市工业、农业、居民生活的统计资料,以及中国汽车工业年鉴,计算了北京市不同行业二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)及PM10排放量,建立了北京市2013年大气污染物排放清单.结果显示:2013年北京各类污染物的排放中SO2为13.596万t,NOx为81.289万t,PM10为67.815万t.其中:火力发电厂SO2、NOx、PM10排放量占北京市排放总量的31％、14％和24％.如果北京市火力发电厂升级改造,自2014年7月起执行最新火电厂排放标准后,SO2、PM10和NOx年排放量将分别减少50％、69％和40％,估算其二次转化PM2.5的生成量也将减少6.38万t,对雾霾天气的改善将会起到积极作用.     

政府补贴对京津冀雾霾防控策略的区间博弈分析

本文利用模糊数学理论和合作博弈论,分别从民众、企业以及政府的角度综合考虑治理雾霾需要的直接治理成本、经济发展成本、社会稳定成本以及社会健康成本,建立京津冀雾霾非合作治理模型以及区间合作治理博弈模型,分别计算了京津冀在非合作与合作情况下雾霾的治理成本、不治理成本以及治理策略,并考虑政府补贴对京津冀治理策略的影响,利用区间Slhapley值对最小的政府补贴进行分配.结论表明:没有政府补贴,京津冀三地均无法负担雾霾治理成本;相对于非合作治理模式,合作治理雾霾时政府所需的补贴最少.     

华北重度霾过程期间大气气溶胶粒子的微物理垂直特征

在华北重度霾过程期间(2013年9月30日),利用夏延ⅢA的飞机观测资料分别对石家庄和邢台的气溶胶粒子谱分布,气溶胶(cloud nuclei,CN)与云凝结核(cloud condensation nuclei,CCN)垂直分布特征进行了分析。研究结果表明,两地的气溶胶数浓度均随着高度的增加而减小,气溶胶粒子有效半径比较接近,积聚模态和粗模态气溶胶粒子有效半径的范围分别在0.05~0.35μm,0.8~2.2μm之间。两地的边界层内和边界层以上均出现了逆温层,且逆温层之下的气溶胶数浓度均出现明显增加现象。对气溶胶后向轨迹的分析结果表明:3 000 m高度处的气溶胶主要是随气团远距离输送而来;1 500 m高度处的气溶胶主要来自南边近地面污染物排放,输送距离较短;500 m高度处的气溶胶受偏南气团的影响,主要由高浓度的气溶胶细粒子组成。云凝结核的垂直分布结果表明,CCN数浓度随高度的增加而减小,逆温层的存在对CCN有一定的累积效应。对石家庄(邢台)市的CCN与气溶胶数浓度做相关性分析,结果表明两地的CCN与气溶胶的总相关系数均在0.95以上,而淡积云内相关系数仅为0.83,且云内的CCN数浓度明显低于云外,因此表明了云滴活化对CCN的消耗作用。云凝结核的数浓度随高度的增加而减小,逆温层的存在对CCN有一定的累积效应。云底以下的气溶胶粒子谱宽较窄,云内和云顶以上的气溶胶粒子谱较宽。     

田间灰霾模拟实验的塑料膜光学特征分析

通过在大田利用塑料膜进行遮阴实验,可发现灰霾对农作物生长发育及产量的影响。研究对选取进行模拟灰霾实验用的塑料膜的光学特性进行分析;并通过长期观测得到的太阳辐射值与大气气溶胶光化学厚度(AOD)建立关系,得到所选塑料膜代表的灰霾水平。结果表明实验选取的3层12丝的PE塑料膜进行遮阴,使太阳总辐射下降30%,散射辐射增加20%,太阳辐射可见光波段的强度占太阳总辐射强度的比例不变及遮阴后的太阳辐射仍具有灰霾天的太阳辐射各向异性的特点;且塑料膜代表的AOD水平约为0.5左右,为重度灰霾水平。研究为灰霾辐射效应对农作物产量影响实验提供实验设计依据,也可为大棚设施农业中塑料膜对辐射的影响提供参考。     

室内PM2.5暴露水平影响研究

近年来,雾霾天气频繁发生,大气污染已引起世界范围的殷切关注;并且成为世界共同研究的课题,其中细颗粒物污染已成为首要问题。而伴随着生活方式的转变,人们越来越注重室内空气品质,因此,室内PM_(2.5)污染已成为亟需解决的问题。通过分析室内PM_(2.5)污染来源以及对人体健康的影响,进行了关于室内PM_(2.5)暴露水平影响的实验研究。结果表明,吸烟是室内PM_(2.5)的主要来源;吸烟时会使室内PM_(2.5)暴露水平显著升高;烹饪会使室内PM_(2.5)暴露水平严重超标;人员活动产生的细颗粒物强度取决于室内的人数、活动类型、活动强度等;室内PM_(2.5)暴露水平受室外影响较大,呈现明显的正相关性。