城市照明中主要光污染的測量、實驗與評價研究.pdf

1、城市夜景照明是城市環(huán)境中的重要組成部分，對塑造城市夜晚形象，提升生活服務(wù)環(huán)境起著良好的作用。但是并非所有的照明都會達(dá)到如此的效果，當(dāng)城市照明對人、動植物以及環(huán)境產(chǎn)生不良影響時，就變了光污染。如同水污染，大氣污染一樣，光污染也不利于城市的可持續(xù)發(fā)展。近年來，研究與控制光污染已成為國際學(xué)術(shù)界特別關(guān)注的涉及全球環(huán)境的學(xué)術(shù)問題。 本課題采用實地測量法、實驗室模擬法、數(shù)理統(tǒng)計法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測法等研究方法，分別對城市夜天空發(fā)亮、溢散型光污染

2、、動態(tài)干擾光等主要形式的光污染進(jìn)行了理論研究、調(diào)查分析、測量分析與評價分析，并初步提出了光污染評價、檢測技術(shù)指標(biāo)和評價程序，為建立一個較為完備的光污染防治、監(jiān)測和檢測體系作了積極地探討。本文的主要創(chuàng)新性成果如下： 1.本課題在持續(xù)測量的基礎(chǔ)上，對天津市區(qū)內(nèi)典型天氣、主要方位、不同時間、不同角度等條件下的夜天空亮度進(jìn)行了物理測量，對相應(yīng)的測量結(jié)果進(jìn)行了對比與分析，首次建立了城市夜天空亮度分布模型，討論了城市夜天空亮度的分布規(guī)律，并

3、初步探討了城市夜天空亮度的影響因子、監(jiān)測方法與評價程序。 2.夜天空亮度分布呈現(xiàn)非線性、時變性等復(fù)雜的信息結(jié)構(gòu)，本文首次應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究了城市夜天空亮度的預(yù)測問題，以測試數(shù)據(jù)為訓(xùn)練樣本集，基于MATLAB采用改進(jìn)的BP算法對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，運行結(jié)果與實測數(shù)據(jù)比較吻合，相對誤差在4.0％以內(nèi)。 3.首次將正交設(shè)計試驗的方法運用到城市光污染的研究中，正交設(shè)計試驗的方法可以明顯減少試驗次數(shù)，并可以定量地分析探照燈的設(shè)置因

4、素對天空發(fā)亮的影響以及這種影響隨因素水平的變化。 4.本文首次在實驗室內(nèi)，從環(huán)境心理學(xué)角度出發(fā)，模擬動態(tài)光環(huán)境下，背景亮度、距離/立體角和刺激速度三因素的組合和交叉變化對人的視覺感知的影響。并應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)方法定量化分析了背景屬性、性別屬性和時間屬性對視覺感知因素影響的差異，以期為指導(dǎo)城市中動態(tài)光的優(yōu)化設(shè)計以及為建立防治光干擾的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)作積極的理論探討。 5.本文初步提出了光污染評價程序和基本技術(shù)指標(biāo)。即分別從城市夜景照明