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2014年 第50卷 第2期 刊出日期：2014-03-20

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Pseudomonas sp. QG6降解喹啉过程中除磷特性及影响因素研究

段明君,倪晋仁

2014, 50(2):  361-368. 

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从工业废水处理系统中分离出一株以喹啉为唯一碳源和氮源的假单胞菌QG6 (Pseudomonas sp. QG6), 用于喹啉降解同步除磷, 并采用正交实验设计优化出最佳条件。菌株QG6具有较好的喹啉降解能力, 12小时内能将96~144 mg/L的喹啉完全降解。菌株QG6在好氧条件下具有除磷能力, 不存在喹啉的条件下, 以有机碳为碳源、无机氮为氮源、初始磷酸盐浓度为8.69~19.41 mg/L时, 20小时内能去除磷酸盐86%以上。初始喹啉浓度为144 mg/L (其自身的碳氮比约7:1)、磷酸盐浓度为10 mg/L时, 若不外加有机碳源, 喹啉在12小时内被降解完全, 同一时段内除磷率仅为33%。外加有机碳源至碳氮比20:1且其他条件都相同时, 喹啉降解 效果不受影响, 且同步除磷率提高到 86%。正交实验表明, 外加碳源条件下喹啉降解的最佳条件按影响大小排列为: 初始喹啉浓度200 mg/L, 温度25°C, pH 8, 摇床转速120 rpm; 除磷最佳条件为: 摇床转速100 rpm, 温度为25°C, 初始喹啉浓度150 mg/L, pH 9。

中国短链氯化石蜡排放清单和预测

徐淳,徐建华,张剑波

2014, 50(2):  369-378. 

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通过对氯化石蜡(CPs)生产和消费行业的调查和文献调研, 将短链氯化石蜡(SCCPs)的排放按生产、增塑剂、阻燃剂和金属切削液4个行业进行测算, 给出中国SCCPs排放清单和2007?2011年SCCPs年排放 量。中国2011年SCCPs的排放总量为1788.67吨, 其中对大气的排放量达到498.32吨, 对水体的排放达到1290.35吨; 排放量最大的是金属切削液的使用过程。若不采取控制措施, 到2016年SCCPs的年排放量将达到 2562.51吨, 对生态环境和人体健康存在巨大威胁。

成就动机与学业倦怠、学业投入: 未来取向应对的纵向中介作用

文敏,甘怡群,蒋海飞,杜婉婉,杨向荣,陈怡廷,郑晶晶,龚新玲

2014, 50(2):  388-396. 

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为探究成就动机对学业倦怠、学业投入的影响机制, 选取3个时间点, 采用成就动机量表(AMS)、未来取向应对量表(PCI)、学业倦怠量表(MBI-SS)以及学业投入量表(UWES-S)对163名高中生施测, 并对数据进行结构方程模型分析。结果显示, 追求成功的动机通过未来取向应对二阶段序列机制减缓个体的学业倦怠, 促进学业投入; 而避免失败的动机只通过未来取向应对的预先应对阶段减缓个体的学业倦怠, 促进学业投入。在实践中, 需要根据个体成就动机的具体类型, 采取不同的干预策略来改善其学业状态。

地质材料弹塑性本构关系的塑性势理论

殷有泉,邸元

2014, 50(2):  201-206. 

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介绍塑性势理论的由来、发展和现状。地质材料全过程应力?应变曲线在峰值前后具有不同的稳定状态, 因此其弹塑性本构关系必须在应变空间中表述。给出基于塑性势理论在应变空间和应力空间中的地质材料本构关系, 并讨论弹塑性耦合理论。当前在有限元位移法分析中, 常用的塑性势理论本构关系式是应变空间表述的实用形式。弹塑性耦合理论较为严密和完善, 但地质材料刚度劣化参数还需更多的实验数据支持。

一种降低末级高速缓存污染的分阶段自适应动态插入策略

黄涛,王晶,王克义

2014, 50(2):  207-213. 

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对多种末级高速缓存插入策略进行分析, 并在动态插入策略DIP的基础上提出一种分阶段自我调整的动态插入策略, 用于消除局部性差数据访问末级高速缓存造成的不良影响。实验结果表明, 与现有LRU替换算法相比, 此方法将末级高速缓存的MPKI平均降低了7.07%, 即使与动态插入策略DIP相比, 此方法也获得进一步的性能提升, 末级高速缓存MPKI平均降低了4.36%。

一种具有新型解调电路和安全功能的超高频RFID 标签芯片

沈劲鹏, 王新安, 刘珊, 李守成, 胡桐宁

2014, 50(2):  214-220. 

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设计一种具有新型解调电路和安全功能的超高频RFID标签芯片。该解调电路不需要单独的包络检测电路, 而是利用标签芯片已有的整流器的第一级作为包络检测电路。同时还设计了一种特殊的均值检测电路, 输出电压和包络信号之间有很大的电压差, 使得比较器的设计更加容易。受标签和读写器距离的变化影响, 包络信号的直流电压在很大范围内变化, 因此还设计了具有轨到轨共模输入范围的比较器。为了保证标签和读写器之间通信的安全, 在数字基带处理器中集成了128位的高级加密标准算法(AES)。整个标签芯片 采用0.18μm工艺实现, 芯片面积为880μm×950μm。测试结果表明, 标签芯片可以解调出的射频输入信号最小幅度为100 mV, 最大的数据率为160 kb/s。

一种基于UVM面向RISC CPU的可重用功能验证平台

谢峥,王腾,雍珊珊,陈旭,苏吉婷,王新安

2014, 50(2):  221-227. 

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以UVM验证方法学和UVM1.1标准库为基础建立验证环境, 按照面向方面的模式分离功能、时序和结构属性, 设计参考模型, 在事务级利用知识库自动产生高功能覆盖率效果的测试用例。面向RISC CPU的功能验证实现领域重用, 以PKU-DSPII为例建立完整的验证平台。实验结果表明, 可重用性得到大幅提升, 且测试用例的覆盖率效果提升约7%。

一种基于立方格的散乱点云曲面网格化方法

徐杰

2014, 50(2):  228-234. 

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提出一种新的基于小立方格的网格化方法。首先将空间划分为小立方格, 计算小立方格位于物体表面的可信度, 然后对可信度高的小立方格进行重采样, 最后依据小立方格的空间邻接关系连接重采样点, 形成三角网格。与Marching Cube方法相比较, 该方法不需要考虑等值曲面(iso-surface), 不需要计算小立方格8个顶点的符号, 通过法向一致性区分物体表面的内外。实验表明该方法适用于拓扑变化复杂的散乱点云的景物建模, 效果良好。

水球世界气候态与经向热量输送的数值模拟试验

李庆,杨海军

2014, 50(2):  251-262. 

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利用完全耦合的气候模式(FOAM), 通过两组理想的水球试验, 研究水球气候系统中的平均气候态和经向热量输送。两组水球试验分别是Aqua和Ridge, 前者整个星球完全被水覆盖, 没有任何陆地, 后者与前者的唯一区别是从南极到北极有一道连续的地脊。相比于现实世界, 水球世界的气候更加温暖, 极地几乎没有海冰。北半球的经向温度梯度较现实世界弱, 导致北半球的大气经向热量输送较小。这些差别主要来源于海陆分布改变造成的行星反照率的改变, 而云量的增加部分抵消了这种改变。尽管在两个水球试验中海洋环流和平均温度场差别很大, 但大气平均气候态差别不大。不同于Ridge, 在Aqua中赤道区域出现“反”哈德雷环流, 使得低纬度大气向赤道方向输送热量。尽管水球世界的海洋环流与现实世界相比发生了巨大改变, 但总的经向热量输送及其在大气和海洋之间的分配依然保持稳定。中小尺度的涡旋和扩散引起的经向热量输送部分抵消了大尺度环流引起的经向热量输送, 尤其在中纬度起着重要作用。

低温等离子体改善义齿基托表面润湿性的研究

潘红,王国敏,孙志辉,叶帼嫔,孙科,潘洁,张珏,王静

2014, 50(2):  235-241. 

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使用直流电激发4种工作气体(Ar, Ar/O₂, Ar/O₂/N₂和He/O₂)来产生等离子体, 分别处理热凝树脂样本1, 2, 4, 6, 8, 10分钟, 每组9个样本。使用接触角测量仪测量处理前后各样本的接触角; 利用发射光谱(OES)对等离子体的活性成分进行分析; 采用X射线光电子能谱(XPS)分析其表面的元素价键改变。经过Ar, Ar/O₂, Ar/O₂/N₂和He/O₂等离子体处理后, 热凝树脂表面的润湿性均显著增加, 处理 1 分钟时, 样本表面的接触角与原始值相比, 显著减小(p<0.001), 随着时间的延长, 减小趋势变缓。OES结果显示等离子体的活性成分中包含有大量的?OH; XPS分析表明: 经过等离子体处理后, 热凝树脂表面的C元素与O元素的比例减小, 有新的亲水性基团C?OH产生。大气压低温等离子体处理热凝树脂表面后, 产生新的亲水性基团C?OH, 从而增加表面亲水性。研究结果提示低温等离子体可能为临床上处理义齿基托树脂提供新方法。

大西洋热盐环流减弱对热带太平洋气候平均态及年际变率的影响

李昕容,杨海军,王宇星

2014, 50(2):  242-250. 

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利用一个完全耦合的海气模式, 通过对比分析两组试验中海表温度、盐度、风应力等气候态变化特征以及ENSO强度和频率的变化, 研究热带太平洋气候平均态及年际变率对热盐环流减弱的响应。在北大西洋高纬地区注入1 Sv淡水后, 大西洋经向翻转流(AMOC)减弱约90%, 这直接导致向北的经向热量输送减少, 使北大西洋有明显降温, 南大西洋略有升温。这些变化会经过大气和海洋的远程传播以及局地海气反馈作用, 影响热带太平洋气候平均态: 赤道东西太平洋的SST都略有增温, 但纬向温度梯度和纬向风应力并没有太大变化, 赤道太平洋温跃层的深度和倾斜度也基本保持不变。相应地, ENSO强度和频率也没有明显变化。由此得出结论: 热盐环流减弱会引起全球气候平均态的变化, 但对热带太平洋的年际变率没有太大影响。

变形CISK-Rossby波和低频振荡

陈建洲,赵强

2014, 50(2):  263-268. 

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建立一个包含三维Coriolis力加速度以及CISK机制的斜压半地转动力学模式, 引入反映非传统Coriolis力项的f ′和反映CISK加热的无量纲参数η, 求得模式系统的变形CISK-Rossby波解。动力分析和数值计算的结果进一步说明变形CISK-Rossby 波是激发和驱动热带大气低频振荡的重要物理过程。

我国居民生活用能能源效率回弹效应研究

薛丹

2014, 50(2):  348-354. 

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基于国际上已有研究成果, 总结能源效率回弹效应定义的三种演化形式, 即能源服务需求的能源效率弹性, 能源服务需求的能源服务价格弹性以及能源需求的价格弹性。在数据获取局限的情况下, 能源需求价格弹性是在中国进行居民生活用能回弹效应实证研究的理想定义。在考虑全国居民生活用能特征和城乡能源消费的差异以后, 总结生活能源消费的影响因素, 并建立多元线性回归计量经济学模型。经过 E-G 两步法协整检验确定变量间长期均衡关系, 并得出长期回弹效应数值为 0.27%。然后通过误差修正模型, 计算出短期 回弹效应数值为 0.16%。由此说明, 从宏观角度来看, 我国居民生活用能能源效率回弹效应并不大。因此我 国在居民生活能源消费领域应继续坚持已有的节能增效战略和路线, 必要时可以以碳税、补贴清洁能源和阶梯电价等为手段, 预防能源效率回弹效应的升高。

贵州省盘县地区羊圈---楚皮凹剖面中三叠统关岭组上段牙形石生物地层

孙作玉,江大勇,孙元林,郝维城

2014, 50(2):  269-280. 

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选择贵州省盘县地区新民乡羊圈村附近羊圈-楚皮凹剖面中三叠统关岭组上段至杨柳井组下部地层进行牙形石生物地层再研究, 补充描述牙形石Neogondolella constricta cornuta, Neogondolella constricta longa, Neogondolella constricta balkanica, Neogondolella alpina alpina, Neogondolella cf. Neogondolella acuta, Paragondolella excelsa和Paragondolella tornaesis等物种, 丰富了该段地层牙形石多样性组成, 并重新划分牙形石带, 进行区内和区外对比。结果表明: 1) 羊圈-楚皮凹剖面关岭组上段至杨柳井组下部可划分5个牙形石带, 自下而上为Nicoraella germanica带(未见底界)、Nicoraella kockeli带、Neogondolella bifurcata带、Neogondolella constricta带和Neogondolella constricta cornuta带(未见顶界); 2) 该段地层牙形石序列区内可与贵州省青岩剖面垄头组上部(台缘斜坡)、关刀(2)剖面关刀岩楔(盆地边缘相)同名化石带对比, 区外与西特提 斯生物区菊石binodosus带、trinodosus带、reitizi带内的牙形石面貌组成相似; 3) 进一步证明该段地层时代为中三叠世安尼期Pelsonian亚期至Illyrian亚期中晚期, 但未进入拉丁期。

塔里木盆地中央高磁异常带成因: 来自地震反射剖面的新证据

李文山,李江海,周肖贝,李维波,王洪浩,杨静懿

2014, 50(2):  281-287. 

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根据钻井资料及构造分析, 对塔东地区二维地震资料和塔中地区三维地震资料进行系统解释, 在该地区震旦系之下识别出断坳二元结构的陆内裂谷, 该裂谷由4个断陷沿纬向形成一个裂谷带, 其平面分布形态与高磁异常范围极为吻合。结合构造与地层发育特征认为: 裂谷期断陷中发育典型陆内双峰式火山岩, 是航磁异常带上磁力高的直接表现; 高磁异常带轴线与断陷的边界断层位置吻合, 异常源具有垂直向下的通道, 与基底断裂及深部岩浆上涌有关。正演计算验证了南华纪裂谷带模型的磁异常结果。高磁异常带东段为裂谷成因, 向中部、西部裂谷作用逐渐减弱直至消失, 至巴楚段高磁异常主要由二叠纪玄武岩造成, 异常带西段则属于塔南古陆块。

致密砂岩储层流动单元研究---以鄂尔多斯盆地延长组长61油层为例

熊文涛,师永民,刘新菊,王小军,吴洛菲,王磊,郭馨蔚

2014, 50(2):  288-294. 

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以鄂尔多斯盆地中东部某区块致密砂岩储层为例, 探讨多期河道叠加的致密砂岩储层流动单元研究方法。通过优选参数, 选定孔隙度、渗透率、储层品质系数、流动层带指数作为参数因子, 用聚类分析和判别分析方法进行致密砂岩储层流动单元分类和评价, 认为用聚类分析法划分致密砂岩储层流动单元是合理可行的, 对同类储层开发具有一定指导意义。

地质资料信息化综合管理平台的设计及实现

夏菁,白志强,王宝鹏,常洁琼,吴一超

2014, 50(2):  295-300. 

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针对现有地质资料管理方法在工作效率、综合研究深度、信息化程度等方面的不足, 设计开发了地质资料信息化综合管理平台。依据专家经验设计了平台总体架构和主要功能模块, 搭建了地质资料数据库, 实现了地质数据管理与维护、地质图件管理与维护、综合信息查询、用户互动交流、数值分析、数据图表和系统安全管理等功能。实践表明, 平台运行稳定, 能够对地质资料进行有效管理, 大大提高了工作效率和质量, 实现了地质资料的数字化、规范化和现代化管理。

华北板块北缘中---西段早白垩世钾玄岩地球化学特征及对比研究

徐操,贺元凯,吴泰然,郑荣国,张文,孟庆鹏,张昭昱

2014, 50(2):  301-315. 

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对内蒙古阿拉善盟苏宏图地区一套早白垩世富钾碱性玄武岩中主量元素和微量元素进行测试, 结果表明: 岩石以富碱(K₂O+Na₂O含量为5.20%~8.92%)、高K₂O/Na₂O比值(0.59~1.03)和高TiO₂ (1.59%~2.05%, 平均1.82%)为主要特征, 为钾玄岩系列。该火山岩富集大离子亲石元素、轻稀土元素及高场强元素, 有微弱的Eu异常(δEu=0.88~1.11)。岩石地球化学特征表明, 华北板块北缘西段的苏宏图组火山岩与中段四子王旗地区及白云鄂博南部的早白垩世火山岩有较大的相似性。苏宏图组火山岩、四子王旗钾玄岩以及白云鄂博南部玄武岩均为钾玄岩系列, 三地火山岩在喷出过程中都较少经历地壳混染作用, Nb和Ta的负异常更可能是古亚洲洋俯冲物质影响的结果。同位素和微量元素分析结果表明, 苏宏图组火山岩与四子王旗钾玄岩源区为被古亚洲洋俯冲板块交代的EMⅠ型富集软流圈地幔, 白云鄂博南部玄武岩富集程度稍弱于其他两地, 但三地源区有相似的演化历史, 都经历了亏损的软流圈地幔交代富集过程。三地火山岩相似的源区演化历史表明, 华北板块北缘中?西段在早白垩世可能有相似的构造运动, 在古亚洲洋闭合后, 晚三叠世南北向挤压缩短, 地壳强烈加厚, 而后下部岩石圈拆沉, 已俯冲的古亚洲洋板块的物质重熔, 对亏损的软流圈地幔进行交代富集, 最终富集的软流圈地幔上涌, 形成沿华北板块北缘中?西段东西向呈线状分布的早白垩世钾玄岩。

基于模拟实验的原位观察对碳酸盐岩深部溶蚀的再认识

杨云坤,刘波,秦善,罗平,张单明,周明辉,石开波,田永净

2014, 50(2):  316-322. 

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结合川东北地区古地温梯度, 利用金刚石压腔(DAC)技术, 针对碳酸盐岩设计了一套全新的随埋深增加的水-岩作用模拟实验。模拟实验结果表明, 随着地层温度、压力升高, 灰岩表现为明显的胶结(沉淀), 白云岩在高温高压的酸性地层流体条件下不比灰岩更易溶蚀, 说明在封闭-半封闭的埋藏过程中碳酸盐岩不存在大范围的“溶蚀窗”。实验结果可能导致对碳酸盐岩深部储层发育机理的重新认识。

基于土地利用空间结构的云南省生态风险时空变化分析

王巍淇,李天宏

2014, 50(2):  355-360. 

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利用1980s, 1990, 2000及2005年4期100 m×100 m土地利用栅格数据, 在GIS的支持下, 利用地统计分析方法, 基于6种反映土地利用/覆被空间结构的景观指数, 构建生态风险指数并进行空间制图, 分析云南省及其16个市(州)生态风险的时空变化。结果表明: 1) 云南省整体生态风险处于中等水平, 空间上呈西北及 东南低、东北及西南高的格局, 迪庆、怒江、丽江、大理、昆明、玉溪和文山生态风险一直较低, 临沧、昭通和曲靖一直处于高风险区; 2) 与1980s相比, 2005年各市(州)生态风险水平分布变化不明显, 大部分市(州)生态风险等级保持不变; 3) 在3个评价时段内, 1980s?1990年和1990?2000年各市(州)生态风险呈增加趋势, 2000?2005年绝大多数市(州)生态风险有所下降; 4) 1980s?2005年间, 81.25%的市(州)生态风险维持在同一等级。研究结果可为该区域的生态规划和生态建设提供科学参考。

深圳市城市扩展预测与分区评价

张津,李双成,王阳

2014, 50(2):  379-387. 

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以深圳市为研究对象, 基于CLUE-S模型, 模拟深圳市2020年城市扩展格局, 然后依据扩展速度强度、形态结构、社会经济效益和生态效益4个方面的指标建立城市扩展综合效益评价体系, 利用自组织特征映射网络(SOFM)对深圳市城市扩展进行分区评价。主要结论如下: 1) 未来(2020 年)深圳市城市扩展状况可 划分为4个区域(高度城市化区、经济增长区、城市扩展潜力区和生态优先区), 各区需针对自身特点合理调整发展战略; 2) 按照目前的发展趋势, 到2020年, 深圳市城市扩展综合效益较高, 但也存在社会经济效益和生态效益不能兼顾与土地利用效率不够高等问题; 3) 基于CLUE-S模型和SOFM网络, 结合城市扩展综合效益评价体系, 可以实现对未来城市扩展状况的预测和分析。

基于分水岭变换及分层区域合并的城市高分辨率影像分割

蔡彩,李培军,郭建聪

2014, 50(2):  323-330. 

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针对城市区域高分辨率图像的特点, 以及传统的基于分水岭变换的图像分割方法中存在的过分割问题, 提出一种分割区域的分层合并方法来改进分割结果。首先采用多通道分水岭分割得到初始分割结果, 然后通过定量分析城市不同地物内部光谱变化性的特点, 对影像进行分层, 并对不同的层分别进行合并, 得到最终的分割结果。采用一景北京地区的QuickBird影像, 从目视评价、定量指标计算以及应用等3个方面, 对提出的方法进行验证和评价, 并与现有的分割方法比较。结果表明, 与现有方法相比, 基于分层区域合并的方法可得到更准确的分割结果, 适合城市高分辨率图像的分割。

基于GeoSOT区位标识的多源遥感数据组织研究

吕雪锋,廖永丰,程承旗,金安

2014, 50(2):  331-340. 

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针对全球多源遥感数据的统一区位组织与多尺度提取问题, 在GeoSOT地球剖分格网框架下, 采用GeoSOT区位标识模型设计多源遥感数据的GeoSOT区位组织方法。该方法通过对多源遥感数据所覆盖的区域范围和位置进行统一结构化面片标识, 将遥感数据的外部整体定位和内部数据块结构都与地球空间区位形成一致性关联, 能够更高效地组织与管理全球范围内同属一个地理区域的多源遥感数据。

基于位置的参与式感知服务

李怀瑜,朱瀚,肖汉,陈秀万,陶里

2014, 50(2):  341-347. 

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以共享为核心理念, 探索一种新型的可扩展的 LBS?? 基于位置的参与式感知服务(LBPSS), 用于解决当前LBS系统POI更新缓慢、数据采集困难以及用户黏性小等问题。详细设计了LBPSS系统的架构, 并分析LBPSS相比于LBS的优势及特点。针对LBPSS的具体实现问题, 提出隐私保护、参与激励机制、数据可信验证、数据挖掘和数据可视化五项关键技术。LBPSS用户能够基于位置提供数据同时获取数据及服务, 实现更多类型数据的采集与数据共享利用。最后结合ArcGIS Server和Android平台实现LBPSS在空气质量监控中的应用, 验证LBPSS的可行性和有效性。