针对利用机器视觉算法估算雨量低准确率的问题,提出基于社会监控视频的雨量反演算法。首先利用降雨分类网络剔除无雨视频;其次引入交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers,ADMM)提取降雨视频的前景信息,并通过语义分割和背景差分方法选取感兴趣区域(region of interest,ROI);然后构建以灰度变化和饱和度为特征的高斯混合模型(Gaussian mixture model,GMM)筛选ROI区域内的雨滴;最后依据透视成像关系计算雨滴尺寸,使用气象学Gamma模型反演降雨量。实验结果表明,本文降雨分类方法的准确率在MWD (multi-class weather dataset)到达91.3%,在真实的数据集到达77.0%,雨量估算结果相比于现有方法更为准确。
为了实现杭州G20峰会(二十国集团财长和央行行长会议)期间的环境空气质量目标,2016年初开始长江三角洲地区尤其是浙江省加快推进大气污染防治行动,分区分时间节点实施多种污染控制措施.为了评估这些措施实施成效,利用WRF-Chem(Weather Research and Forecasting Model Coupled to Chemistry)模式对2015—2016年浙江省AQI(air quality index)、PM_(2.5)、SO_2等污染物浓度观测资料进行了模拟计算及分析.结果表明:(1)模拟计算显示,G20峰会期间各污控措施减排效果明显,核心区减排比例最大,严控区次之,管控区最小,4种污染物浓度减排比例从大到小顺序依次是SO_2、PM_(2.5)、NO_x和VOCs.(2)观测资料分析显示,G20峰会期间浙江省环境空气质量明显改善,但不同控制区改善状况不尽相同.与2015年9月、2016年8月相比,2016年9月核心区月均AQI的降幅约为35和25;严控区次之,AQI降幅约为20和15;管控区最弱,AQI降幅约为8和5.ρ(PM2.5)情况与AQI相似,观测结果与模拟计算一致.(3)G20峰会期间日均AQI及各种污染物浓度振荡下降,9月5日降至最低值.9月4—5日杭州市和浙江省日均AQI分别为90、62和77、51,均在GB 3095—2012《环境空气质量标准》的二级标准限值以下;日均ρ(PM_(2.5))分别为37、35μg/m^3和20、21μg/m^3,优于GB 3095—2012二级标准.(4)污控措施改变了大气中的首要污染物.以杭州市为例,2016年6—8月没有出现以PM_(2.5)为首要污染物的污染天气情况;7—9月没有出现以NO_2为首要污染物的污染天气情况,2015仅8月出现这种情况,10月出现跃升,日数占比高达60%左右;从4月开始以O_3为首要污染物的日数占比较往年呈更快的增长状态,7月出现最大值,并呈现与往年双峰型不同的单峰型结构.研究显示,除有利气象条件外,对污染源所采取的严格控制措施是杭州G20峰会取得良好效果的主要原因.
