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北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院陳彬教授課題組與美國(guó)馬里蘭大學(xué)、荷蘭格羅寧根大學(xué)、清華大學(xué)等課題組的合作研究成果在國(guó)際知名刊物《Nature Communications》以研究論文（Research Article）形式在線發(fā)表。該研究首次在代謝視角下揭示全球城市低碳發(fā)展路徑的差異化選擇。 城市作為當(dāng)下應(yīng)對(duì)氣候變化的核心主體，其經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)顯著影響著全球碳平衡。為實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》1.5度控溫目標(biāo)和聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，如何進(jìn)行城市低碳發(fā)展路徑選擇是一個(gè)急需探討的問(wèn)題。本研究首次融合人類活動(dòng)占用的物理碳和生產(chǎn)消費(fèi)的隱含碳排放，系統(tǒng)性追蹤了全球城市的碳流量和存量變化及其對(duì)未來(lái)氣候變化的潛在影響，為全球城市低碳發(fā)展路徑的差異化選擇提供依據(jù)。 研究結(jié)果顯示（圖1），城市所占用的碳有13-33%隨化石能源燃燒以二氧化碳形式即時(shí)排放。此外，8-24%的碳被暫存于城市內(nèi)部而尚未被釋放（如家庭耐用品等），而這轉(zhuǎn)變?yōu)榇媪康奈锢硖寂c每年的直接碳排放量級(jí)相當(dāng)，其排放的潛力大小將持續(xù)影響未來(lái)的全球氣候變化。因此，城市的資產(chǎn)性存量（如住房、生產(chǎn)設(shè)施和基礎(chǔ)設(shè)施）如果在余下生命周期內(nèi)得不到妥善管理與處置，將可能顯著削弱目前國(guó)際社會(huì)緩解氣候變化的努力。 由于城市形態(tài)、基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模和居民消費(fèi)等方面的不同，全球城市人均碳影響、碳強(qiáng)度或碳密度均呈現(xiàn)出了較大的差異性（圖2）。鑒于這些差異性，盡管國(guó)際社會(huì)已建立了城市間減排聯(lián)盟，目前仍難以制定出一種可被簡(jiǎn)單復(fù)制和推廣的低碳策略。但值得注意的是，城市的發(fā)展和收入的提升不一定意味著高碳的生活。實(shí)際上，基于完整核算，全球城市可分為低碳低收入、高碳低收入、低碳高收入和高碳高收入等四種差異化路徑。快速發(fā)展中的城市（如北京）仍有很大潛力在未來(lái)達(dá)成低碳高收入的路徑，即在實(shí)現(xiàn)生活水平提升的同時(shí)，走向低碳甚至零碳社會(huì)。一個(gè)重要的前提是，不僅要對(duì)當(dāng)前城市碳排放進(jìn)行嚴(yán)格控制，還需對(duì)未來(lái)可通過(guò)存量釋放的碳進(jìn)行預(yù)先管理。這一基于代謝的新視角，將為進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)新時(shí)代綠色低碳城鎮(zhèn)建設(shè)、全球城市及區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供理論支持。

中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市群，特別是珠三角等地區(qū)，工業(yè)和人口密集。我國(guó)城市空氣污染呈現(xiàn)復(fù)合型特點(diǎn)， 除了人們熟知的大氣細(xì)顆粒物和臭氧污染等二次污染，還包括甲醛、甲苯等有毒揮發(fā)性有機(jī)物以及惡臭氣 體和細(xì)菌病毒等，而這些污染物往往毒性更大、危害更嚴(yán)重，嚴(yán)重破壞空氣環(huán)境和人體健康，極大制約了 經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展。復(fù)合污染物不僅存在大氣中，也廣泛存在于人類活動(dòng)的各類室內(nèi)環(huán)境。城市空氣污 染來(lái)源廣泛，包括汽車、燃煤、工業(yè)過(guò)程和生活源等排放的一次污染物，也包括二次污染。目前人們往往 更多關(guān)注霧霾和顆粒物污染，而往往忽視了我國(guó)大氣污染復(fù)合型的特點(diǎn)及其危害，特別忽視了城市建筑等 人類活動(dòng)場(chǎng)所環(huán)境中空氣污染。

首次采用冶金電弧爐工藝熔融處理焚燒飛灰，開發(fā)了飛灰電弧爐熔融處理技術(shù)，降低了設(shè)備投資成本，研發(fā)了熔渣制備玻璃陶瓷新技術(shù)，制備的玻璃陶瓷性能指標(biāo)優(yōu)于大理石等天然建材。將垃圾焚燒飛灰熔融技術(shù)"嫁接"玻璃陶瓷制備工藝，開發(fā)了電弧爐熔渣制備玻璃陶瓷技術(shù)，構(gòu)建了熔渣析晶模型，確定了熔渣制備玻璃陶瓷的配方、成型參數(shù)及熱處理最佳工藝，制成的玻璃陶瓷產(chǎn)品性能達(dá)到或優(yōu)于大理石、花崗巖，有效降低了飛灰熔融處理成本。

北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院陳彬教授課題組與美國(guó)馬里蘭大學(xué)、荷蘭格羅寧根大學(xué)、清華大學(xué)等課題組的合作研究成果在國(guó)際知名刊物《Nature Communications》以研究論文（Research Article）形式在線發(fā)表。該研究首次在代謝視角下揭示全球城市低碳發(fā)展路徑的差異化選擇。 城市作為當(dāng)下應(yīng)對(duì)氣候變化的核心主體，其經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)顯著影響著全球碳平衡。為實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》1.5度控溫目標(biāo)和聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，如何進(jìn)行城市低碳發(fā)展路徑選擇是一個(gè)急需探討的問(wèn)題。本研究首次融合人類活動(dòng)占用的物理碳和生產(chǎn)消費(fèi)的隱含碳排放，系統(tǒng)性追蹤了全球城市的碳流量和存量變化及其對(duì)未來(lái)氣候變化的潛在影響，為全球城市低碳發(fā)展路徑的差異化選擇提供依據(jù)。 研究結(jié)果顯示（圖1），城市所占用的碳有13-33%隨化石能源燃燒以二氧化碳形式即時(shí)排放。此外，8-24%的碳被暫存于城市內(nèi)部而尚未被釋放（如家庭耐用品等），而這轉(zhuǎn)變?yōu)榇媪康奈锢硖寂c每年的直接碳排放量級(jí)相當(dāng)，其排放的潛力大小將持續(xù)影響未來(lái)的全球氣候變化。因此，城市的資產(chǎn)性存量（如住房、生產(chǎn)設(shè)施和基礎(chǔ)設(shè)施）如果在余下生命周期內(nèi)得不到妥善管理與處置，將可能顯著削弱目前國(guó)際社會(huì)緩解氣候變化的努力。 由于城市形態(tài)、基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模和居民消費(fèi)等方面的不同，全球城市人均碳影響、碳強(qiáng)度或碳密度均呈現(xiàn)出了較大的差異性（圖2）。鑒于這些差異性，盡管國(guó)際社會(huì)已建立了城市間減排聯(lián)盟，目前仍難以制定出一種可被簡(jiǎn)單復(fù)制和推廣的低碳策略。但值得注意的是，城市的發(fā)展和收入的提升不一定意味著高碳的生活。實(shí)際上，基于完整核算，全球城市可分為低碳低收入、高碳低收入、低碳高收入和高碳高收入等四種差異化路徑。快速發(fā)展中的城市（如北京）仍有很大潛力在未來(lái)達(dá)成低碳高收入的路徑，即在實(shí)現(xiàn)生活水平提升的同時(shí)，走向低碳甚至零碳社會(huì)。一個(gè)重要的前提是，不僅要對(duì)當(dāng)前城市碳排放進(jìn)行嚴(yán)格控制，還需對(duì)未來(lái)可通過(guò)存量釋放的碳進(jìn)行預(yù)先管理。這一基于代謝的新視角，將為進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)新時(shí)代綠色低碳城鎮(zhèn)建設(shè)、全球城市及區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供理論支持。

城市道路平面交叉口通常是制約城市交通的“瓶頸”所在。科學(xué)合理的交叉口交通 設(shè)計(jì)對(duì)緩解城市交通擁堵有著重要的意義。然而，交叉口交通設(shè)計(jì)所涉及的內(nèi)容和程序 相當(dāng)復(fù)雜，需要量化的工作繁多，如何進(jìn)行交叉口的優(yōu)化設(shè)計(jì)，如何對(duì)交叉口設(shè)計(jì)進(jìn)行 科學(xué)評(píng)價(jià)，如何將設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，在國(guó)內(nèi)還未有完備的手段和工具，特別 是沒(méi)有針對(duì)中國(guó)城市道路與交通特點(diǎn)而開發(fā)的交通輔助設(shè)計(jì)工具。 本次系統(tǒng)開發(fā)在建立完善的交通設(shè)計(jì)理論體系基礎(chǔ)上，包括交通設(shè)計(jì)模式的劃分、 渠化方案的生成、信號(hào)配時(shí)方案的生成、交叉口方案的評(píng)價(jià)與優(yōu)化等，運(yùn)用軟件工程的 思想開發(fā)完成。 系統(tǒng)界面友好，功能完備，內(nèi)核模型適應(yīng)我國(guó)的道路交通實(shí)際情況，能夠提供不同優(yōu)化 目標(biāo)函數(shù)和不同道路斷面組合的交叉口設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)輔助用戶完成交叉口的設(shè)計(jì)工作， 并可以動(dòng)態(tài)生成交叉口交通設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖和交叉口信號(hào)配時(shí)方案，大大提高了交通設(shè)計(jì)的效 率和科學(xué)性。同時(shí)，系統(tǒng)為城市交通控制軟件和仿真軟件留有接口，便于將來(lái)系統(tǒng)功能 的擴(kuò)充和集成。 

 1. 社會(huì)意義本項(xiàng)研究對(duì)基于GIS技術(shù)的城市重大危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)管理進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，設(shè)計(jì)與開發(fā)了先進(jìn)性和實(shí)用性強(qiáng)的軟件系統(tǒng)。基于理論成果設(shè)計(jì)開發(fā)的軟件系統(tǒng)可推廣應(yīng)用于城市重大危險(xiǎn)源的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，已初步取得了顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。此項(xiàng)成果改變了國(guó)內(nèi)城市重大危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)成果與安全生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)的現(xiàn)象，軟件系統(tǒng)從一定程度上改變了國(guó)內(nèi)在該軟件領(lǐng)域長(zhǎng)期依賴從國(guó)外高成本引進(jìn)的被動(dòng)局面，為服務(wù)于政府安全監(jiān)督管理部門對(duì)城市重大危險(xiǎn)源的管理工作提供了有力的工具和手段。該軟件系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于城市重大危險(xiǎn)源管理，對(duì)于指導(dǎo)城市重大危險(xiǎn)源防災(zāi)救災(zāi)及日常的安全技術(shù)管理具有重要意義，應(yīng)用前景廣闊。成果的應(yīng)用推廣將提高城市重大危險(xiǎn)源監(jiān)管工作水平，降低重大危險(xiǎn)源事故發(fā)生幾率，控制事故規(guī)模，將帶來(lái)顯著的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。2. 技術(shù)內(nèi)容本項(xiàng)研究采用實(shí)際調(diào)研、統(tǒng)計(jì)分析、理論研究、計(jì)算機(jī)模擬和系統(tǒng)設(shè)計(jì)等研究方法。運(yùn)用爆炸理論、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、熱流體學(xué)、環(huán)境流體力學(xué)及傳熱傳質(zhì)學(xué)等多學(xué)科理論，結(jié)合國(guó)內(nèi)外事故或模擬試驗(yàn)結(jié)果，深入研究并建立各類重大危險(xiǎn)源事故模型，尋求快速高效的適合工程應(yīng)用的算法進(jìn)行相關(guān)模型的求解，借助計(jì)算機(jī)可視化編程技術(shù)，建立重大危險(xiǎn)源事故后果評(píng)價(jià)模型庫(kù)。基于GIS技術(shù)構(gòu)建城市重大危險(xiǎn)源管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)重大危險(xiǎn)源定位、信息查詢，建立重大危險(xiǎn)源二級(jí)聯(lián)動(dòng)管理的模式。利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、GIS技術(shù)和事故后果模擬及動(dòng)態(tài)應(yīng)急救援輔助決策技術(shù)研究成果，采用面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法結(jié)合災(zāi)害過(guò)程模擬仿真結(jié)果。在三維GIS場(chǎng)景中基于事故后果評(píng)估結(jié)果動(dòng)態(tài)輔助應(yīng)急救援決策，包括人員撤離路徑、消防車路徑和緊急救援通道的最短路徑分析、交通管制設(shè)置等，進(jìn)行應(yīng)急資源的快速調(diào)查和優(yōu)化調(diào)度。以南京市為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)開發(fā)基于GIS的城市重大危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)管理系統(tǒng)，有效地指導(dǎo)城市重大危險(xiǎn)源日常信息管理和輔助應(yīng)急救援決策工作。將開發(fā)的系統(tǒng)分別應(yīng)用于南京市和南京市江寧區(qū)重大危險(xiǎn)源管理和應(yīng)急救援演練，檢驗(yàn)與完善所開發(fā)的系統(tǒng)。本項(xiàng)目擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，可以應(yīng)用于城市重大危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與風(fēng)險(xiǎn)管理，項(xiàng)目已經(jīng)通過(guò)江蘇省軟件檢測(cè)中心測(cè)試，并已經(jīng)獲得應(yīng)用。

本發(fā)明涉及一種城市建成區(qū)邊界自動(dòng)提取方法，尤指應(yīng)用于高分辨率全色遙感影像進(jìn)行城市建成區(qū) 邊界自動(dòng)提取，屬于城市規(guī)劃領(lǐng)域。本發(fā)明首先對(duì)影像進(jìn)行直方圖均值拉伸處理，然后基于邊緣檢測(cè)算 子提取城市建成區(qū)的邊緣密度合理區(qū)，并基于灰度共生矩陣和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法提取其紋理特征合理區(qū)，再 將邊緣密度的合理區(qū)和紋理特征的合理區(qū)進(jìn)行與操作得到城市建成區(qū)的候選區(qū)，然后使用分塊密度過(guò)濾 方法和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法進(jìn)行精提取，最后使用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法將邊界進(jìn)行光滑處理并提取出城市建成區(qū) 邊界。本發(fā)明能有效處理具有多個(gè)中心且空地水域面積較大的區(qū)域，彌補(bǔ)當(dāng)前已有方法的不足，且提取 的城市建成區(qū)邊界具有較高的精度。