基于混沌理论的兰州市近10a空气污染指数时间序列分析

选择中国最具代表性的重污染城市兰州市作为研究对象,利用兰州市近10 a的空气污染指数日报数据进行时间序列分析。通过相空间重构,应用互信息法、Cao方法确定出重构参数时延和嵌入维,并运用小数据量法和G-P法分别计算了该序列的关联维、最大Lyapunov指数以及Kolmogorov熵等特征量。结果表明:兰州市近10 a空气污染指数时间序列中存在明显的混沌特性,是非线性混沌动力系统演化的结果,说明大气污染系统是混沌研究对象之一,运用混沌理论分析空气污染的动力学特征及变化规律是可行的。根据关联维的计算结果(D2=3.491 3),可以得知,特殊地形、气象条件、大气污染排放及能源消耗结构等4个因子是造成兰州市空气污染变化的主要因素。最大Lyapunov指数以及Kolmogorov熵的计算结果也为进一步研究兰州市空气污染的复杂性、演化规律及污染物预测奠定基础。     

黄河流域动力系统泥沙时序混沌特征分析——地理系统综合研究的一种尝试

选取黄河头道拐、潼关、花园口和利津断面1952²000年的泥沙含量为时序,在G-P重构相空间的基础上,分别计算了各断面泥沙时序的关联维（D2）、K2熵和Hurst指数。结果表明,各断面的最小饱和镶嵌维（m）、D2和K2熵分别为5、3.24和0.13,说明黄河流域各级系统均具有混沌特征,并且从上游到下游混沌特性逐渐增强。随着混沌特性的增强其平均可预报时间下降,头道拐断面为8年,其余断面为3年。各断面Hurst指数均大于0.68,在可预报时间内,各断面泥沙时序具有持续性下降趋势,并用2001²004年实际数据得到了验证。文章还给出了黄河流域动力系统的一般形式,该系统至少需要8个状态变量,2个控制变量。     

新疆和田河流域河川径流混沌特性分析

新疆和田河属冰川融雪及高山降水混合补给型河流,平原绿洲区降水基本不产流,其年径流主要受气温和山区降水影响,是塔里木河现今的四大源流之一。针对和田河流域和田河支流玉龙喀什河和喀拉喀什河,充分利用同古孜洛克水文站和乌鲁瓦提水文站1957-2002年共46年实测月径流时间序列所包含的丰富信息,采用自相关函数法选取延滞时间τ,重构了2条河流月径流序列的12维相空间,基于相空间重构,估算了能够表征水文系统混沌特性的定量指标即月径流序列的饱和关联维数D2和最大Lyapunov指数λ1,结果表明上述2条河流月径流序列存在相同的饱和关联维数且相关维数非整数,同时由资料所得的最大Lyapunov指数λ1也全部为正数,充分说明两条河流径流系统均存在混沌特性。     

河西走廊沙尘暴频数的时序分形特征

对1961-1990年河西走廊沙尘暴频次资料进行的分形研究发现,沙尘暴发生的时序分布具有分形特征,计算所得其相空间的关联维数为5.52,表明要恰当地描述河西地区沙尘暴变化特征,需构造至少6个状态变量的动力学系统;在分析了沙尘暴频数时间序列的Kolmogorov熵为0.18、平均可预测时间尺度为5~6 a的基础上,运用R/S分析方法对1961-1990年中各时段沙尘暴的变化趋势进行了预测,预测结果与实际沙尘暴的变化趋势十分吻合,表明上述方法是进行河西地区沙尘暴时间序列分形研究的有效途径。     

塔里木盆地年平均气温的分形特征研究

根据分形理论、相空间嵌入定理、Grassberger和Procaccia提出的计算分维数的方法,对塔里木盆地22个气象台站50年(1956-2005)的年平均气温时间序列数据进行分析,计算其分维数,进一步应用普通克立格法、采用变异函数的指数模型对分维数进行了空间插值.研究结果表明.(1)该区域年平均气温的分维数为2.22～2.64,它提供了该区域气候吸引子的自相似结构的基本信息,表明模拟该区域气候系统至少需要3个独立变量,(2)分形维数的空间分布与地形地理位置密切相关,在地形地势复杂的地方及有地表径流的地方分维数的值较高,譬如在盆地边缘砾石带、盆地边缘绿洲带、盆地东部的罗布泊湖盆区分形维数均较高,约为2.55～2.57,表明这些地方气候变化较为复杂,沙漠腹地分形维数较低,约为2.51～2.55,气候系统的复杂性相对较低.     

西北干旱区典型绿洲气候因子非线性特征研究——以新疆石河子地区为例

以西北干旱区典型绿洲新疆石河子地区为例,使用该区1959—2006年的年平均气温和降水量资料,基于小波变换从多时间尺度分析了气候因子的波动、突变和周期特性,并通过关联维数和R/S分析方法揭示了其分形与混沌特征。结果显示,石河子地区气候变化呈现复杂的非线性特征,具有分形、混沌特征和波动性。研究区降水量变化的主周期分别为5、8、14 a和20 a,但只有5 a和8 a通过了0.05水平下的显著性检验;温度变化的主周期分别在4、7 a和11 a,并且全部显著;研究区温度、降水量序列的关联维分别为4.51和3.21,均为非整数,这意味着该地区的气候因子具有分形和混沌特性;该区温度、降水量的饱和嵌入维分别为7和6,表明要对其进行系统动力学建模,分别需要5～7和4～6个独立的状态变量;在R/S分析中,根据研究区温度（1992—2006年）和降水量（1987—2006年）序列的Hurst指数预测,在2006年后的15 a内该区温度可能仍将保持上升趋势,而降水量在未来的20 a内将可能呈现轻微的下降趋势。     

濒危植物桫椤种群格局的分形特征

采用分形理论中的计盒维数、信息维数和关联维数对福建省瓜溪桫椤自然保护区内不同地段桫椤种群格局的分形特征进行比较分析。结果表明,8个地段的桫椤种群在空间占据、格局强度和个体空间相关性等方面存在着不同的尺度变化和分形特征,种群格局计盒维数值在0．3132～1．1189之间,大小次序为Q3〉Q6〉Q7〉Q1〉Q2〉Q4〉Q5〉Q8,信息维数在0．3031～1．078之间,大小次序为Q3〉Q7〉Q6〉Q1〉Q2〉Q5〉Q8〉Q4,关联维数在0．7450～1．1453之间,大小次序为Q3〉Q6〉Q8〉Q1〉Q5〉Q7〉Q2〉Q4;分形维数谱显示,地段Q1、Q2、Q3、Q6和Q7的桫椤种群空间结构特征相似,地段Q4、Q5与Q8的种群相似。     

Kalman滤波方法在黑河出山径流年平均流量预报中的应用

应用Kalman滤波方法,以流域平均降水量、气温、太阳黑子相对数及莺落峡站6年显著周期序列等为控制参数,对黑河出山径流年平均流量的预测问题进行了初步研究和探讨。     

四川省城市体系规模结构与空间结构特征

运用首位度、等级规模法则、关联维数和聚集维数,分析2014年、2017年、2019年四川省城市体系结构特征,揭示四川省城市体系规模、空间结构特点。结果表明:四川省城市体系有分形特征。规模结构方面,四川省城市体系仍属于典型的首位分布结构,超大城市、Ⅰ型大城市缺失。空间结构方面,乌鸦和乳牛关联维数均大于1小于2且随着时间逐渐增大,表明随着时间增加,四川省城市体系中城市大部分集聚在一条地理线上,如高速路或者高铁沿线;牛鸦维数比,2014年为0. 915 6,2017年为0. 938 2,2019年为0. 950 1,牛鸦维数比随着时间逐渐增大且接近1,表明四川省城市体系随着时间增加,城市间接近直线连接,交通网络更好,城市间关联性更高。以成都为中心城市的聚集维数2014年为0. 854 3,2017年为0. 923 7,2019年为0. 978 3,都小于1,离理想值2差距大,说明四川省城市体系空间分布是从成都向周围逐步递减的,对于一个总行政区域面积不变的研究区,随着城市数的增加,城市体系的聚集维数是增大的,逐渐接近理想值2。     

南京市旅游景区景点系统空间结构分形研究

应用分形理论,以南京市旅游景区景点系统为例,测算出其聚集维数、网格信息维数和空间关联维数三种分形维数,对景区景点系统的空间结构进行研究。通过对维数值和分维数坐标图进行了分析,认为南京市景区景点体系的空间结构是分形的,系统的有序度高,空间结构紧致,具有景点体系空间结构演化自组织优化的趋势,南京市景区景点的空间分布集聚性很强,且是沿着某些方向上的集聚,自组织优化趋势受到无序因素的干扰而打断,空间结构需要进行调整。     

Multidimensional visualisation of degrees of relevance of geographic data

The ever‐increasing number of spatial data sets accessible through spatial data clearinghouses continues to make geographic information retrieval and spatial data discovery major challenges. Such challenges have been addressed in the discipline of Information Retrieval through ranking of data according to inferred degrees of relevance. Spatial data, however, present an additional challenge as they are characteristically made up of geometry, attribute and, optionally, temporal components. As these components are mutually independent of one another, this paper suggests that they be ranked independently of one another. The representation of the results of the independent ranking of these three components of spatial data suggests that representation of the results of the ranking process requires an alternative approach to currently used textual ranked lists: visualisation of relevance in a three‐dimensional visualisation environment. To illustrate the possible application of such an approach, a prototype browser is presented.     

哈尔滨市可持续发展的趋势分析

可持续发展评判的指标体系是对可持续发展进行科学评判和决策的一个重要组成部分.从经济、社会、人口、资源、环境5个方面构建了由35个指标构成的哈尔滨市的可持续发展指标体系,并对其1995～2004年的可持续发展趋势进行了分析.分析结果表明,哈尔滨市从1995～2004年经济发展一直呈现稳步上升的趋势,社会、人口、环境和资源子系统呈现比较波动的趋势.2000年后,逐渐进入环境质量提高、资源消耗量下降的时期,环境污染、资源消耗与发展的综合指数越来越低,发展趋势也渐好,说明哈尔滨市的可持续发展的能力在不断提高.     

基于尺度效应的城市化水平指标修正

城市化率在表征城市化水平时受到历时性因素和空间性差异的局限和扭曲;前者表现在城市化率难以衡量城市化发展后期阶段的差异和国内不同时期的城市化政策对城市化率的系统性冲击,后者主要表现在地域分异下的个体效应和规模影响下的尺度效应.针对尺度效应,本文运用反演方法和地图方法,论证了城市化率在表征城市化水平时所受到尺度的两种影响;...     

西藏公路沿线河流丁坝局部冲刷深度计算

分析了丁坝局部冲刷的过程和特征。以量纲理论为基础，通过对国内外公开发表的试验资料采用多元回归的方法。建立了不漫水丁坝清水冲刷的局部最大冲刷深度的计算公式。公式考虑了水深、流速、坝长、丁坝与水流夹角、坝头边坡、泥沙不均匀性等对冲深有影响的因素。其中，对于泥沙的非均匀性，传统方法很少考虑，一般是将均匀沙、非均匀沙的资料一起来分析，在此对其进行了定量的讨论。最终通过西藏地区公路沿线河流丁坝冲刷的实测数据对理论公式检验，发现计算值与实测值吻合较好，其公式可应用于西藏干线公路沿河路基防护工程丁坝局部冲刷深度计算。     

新丝绸之路形成背景下哈萨克斯坦城市群发展研究（英文）

在伟大丝绸之路复兴的新历史阶段背景下,结合全球和区域市场一体化,文章分析了城市群这一最为重要增长极形成的关键因素和先决条件,在此基础上研究了区域空间组织问题。在欧亚地缘战略中哈萨克斯坦具有横贯中西的区位优势,文章综合评估了哈萨克斯坦城市群发展的可能方向、可能存在的负面影响及其影响范围。研究表明,哈萨克斯坦当前的城市化过程具有多维特征,城市群地区人口占总人口比重明显上升,城市的集聚形式预示着定居形式的成熟,并塑造着特有的社会经济空间,如区域核心、对外经济联系的节点、内部基础设施最重要的连接点等。城市群将扮演区域一体化的特殊平台,以城市群为基础,哈萨克斯坦将在新丝绸之路建设中恢复其重要历史地位,它将成为中亚地区贸易、交通、商业与金融、科技创新和旅游的枢纽,以及链接欧亚的桥梁。     

Contemporary problems of migration of the population of the USSR

"The authors...discuss--on the basis of census statistics and poll results--the three basic trends of Soviet migrational processes (movement to the eastern and northern regions of new development from the country's densely settled regions, mainly central European Russia; constant and sizable rural-to-urban movement; and heavy movement into the country's largest cities and republic and oblast centers), as well as the three main migrational problems (stabilization of the rural population of central European Russia; acclimatization of new settlers in the eastern regions; and activization of the native inhabitants of Central Asia)."     

论沙粒两种起动关系与沙粒跃移的双重性

研究沙粒两种起动关系是深入认识沙粒两种起动效能的继续和发展。文章分析了沙粒两种起动的不同性质，首次把流体起动界定为风蚀性起动，把跃移质冲击起动界定为置换性起动。认为流体起动具有主动分异性，而冲击起动只有随机分异性。根据这些特性对沙粒两种起动效能和沙粒连续移动提出了新义。认为沙粒跃移具有双重性，跃移质有其冲击地表的一面，也有其大量耗能的一面。沙粒两种起动具有兴衰与共的不可分割关系。地表风蚀是沙粒两种起动优势互补相互促进的结果；而地表堆积有时是跃移质耗能过多引起两种起动互相制约的结果。通过多方论证，将沙粒两种起动效能之由传统的19：1，初步改为4：1乃至3：1。