可持续发展议程创新示范区SDGs综合评估——以临沧市为例

定量评估可持续发展目标（Sustainable Development Goals, SDGs）的进展和指标间复杂的相互作用对于监测SDGs的实现进度以及指导政策制定和实施至关重要。以国家可持续发展议程创新示范区（临沧市）为研究区，基于统计、遥感和监测等地球大数据，在SDGs全球指标框架的基础上，通过实地调研，结合临沧市地域特色和数据获取情况，选取70个SDGs指标构建了评估边疆多民族欠发达地区SDGs进程的指标体系。在此基础上，计算了2015—2020年临沧市16个SDGs得分值和可持续发展综合指数，评价了临沧市SDGs进展状况，提出了临沧市可持续发展面临的关键挑战及解决对策。研究表明，2015—2020年临沧市SDG 6、SDG 7和SDG 13基本保持较高的得分值，其余目标和可持续发展综合指数均呈现增大趋势。在SDGs发展进程方面，16个目标均具有较好的发展进程，SDG 5年均增长率最大，SDG 13基本保持不变；此外，有81%的SDGs指标具有较好的发展进程。该研究可为其他典型示范区推进可持续发展建设提供参考，为推进中国乃至全球欠发达山区可持续发展提供良好借鉴。     

面向SDGs的美丽中国内涵与评价指标体系

美丽中国建设是实现生态文明和全面建设小康社会的必由之路,更是构建人类命运共同体的新目标和美好愿景。深入分析了"美丽中国"思想的历史演进,及其与可持续发展、生态文明的关系,据此阐述了"美丽中国"的科学内涵和关键评价维度。同时,构建了以联合国2030可持续发展目标(SDGs)为基础,以地球大数据、网络数据及统计数据等多源数据为支撑的"美丽中国"评价指标体系,旨在为开展全景美丽中国评价提供参考和借鉴。结论包括:(1)美丽中国是一个由自然生态子系统与社会经济子系统组成的"人地关系地域系统";(2)美丽中国内涵可解构为天蓝、地绿、水清、人和4个维度;(3)构建了包含12个具体目标、43个具体评价指标的面向SDGs的"美丽中国"评价指标体系。     

城市地下空间安全监测与预警指标研究

为保障城市地下空间开发利用的安全性,促进城市可持续发展,通过文献调研、现场调查和专家咨询等方法,分析提出城市地下空间监测的五项原则,将监测对象划分为三类：工程结构本体、周围岩土体以及周边环境。将监测指标归纳为变形类、力学类、振动类和宏观状态类共四类,其中变形类指标执行双控要求,其他三种指标执行单控要求。监测趋势预测分析可采用公式法、回归分析法、时间序列分析法、灰色预测法、神经网络法和支持向量机法等。全国各地监测控制值基本一致,但预警分级标准存在地区差异,其中北京市和广州市分级预警具有较大参考价值。目前城市地下空间安全监测存在七项不足：预警分级标准不完善,人工监测效率低,监测参数单一,监测信息缺少共享协同,测量精度较低,重监测轻预测以及缺乏数据融合和机器学习应用。针对这些问题,可采取七项措施进行改进：建立合理预警分级标准,发展自动化与智能化监测,多参数综合监测,应用远程监测与云平台,开发高精度测量设备,监测和预测并重,以及数据融合与机器学习应用。     

可持续发展评估指标、方法及应用研究

可持续发展评估指标及方法研究是可持续发展定量评估研究的基础,是实施可持续发展管理的依据,是生态经济学与可持续发展研究的前沿领域和热点问题之一. 在概括介绍可持续发展评估的工具--指标/指数的概念和功能、国际上代表性可持续发展研究机构指标选取的原则的基础上,全面分析归纳了可持续发展指标(体系)的类型及其框架模式. 详细介绍了联合国可持续发展委员会(UNCSD)、经济合作与发展组织(OECD)、世界保护同盟(IUCN)、世界银行等国际上代表性机构的可持续发展系统性指标体系的最新研究进展,并分析了这些系统性指标体系的优缺点. 深入分析了国际上典型的社会发展类、经济发展类、生态环境类可持续发展指标(指数)的研究、开发与实际评估应用的情况. 最后,总结了当前可持续发展指标(体系)研究的特点与趋势.     

遥感技术在曹妃甸海岸带地质环境调查中的应用

在曹妃甸野外调查与研究中,通过综合使用8种卫星10种类型的遥感数据源,分析不同类型数据的图像特征,结合野外验证,对地表环境现状及变化、海洋悬浮泥沙分布与变化、地面沉降变化速率、潮间带特征等展开研究,取得了预期成果。研究发现,Landsat卫星数据良好的历史延续性和光谱特性使其可以有效应用于地表环境变化、海岸线变迁、悬浮泥沙和潮间带特征等多项研究中;综合使用多源数据可以填补监测周期,提高地面沉降、海岸线特征等调查的精度;加强利用遥感技术开展潮间带特征的应用研究对开展潮间带调查工作具有积极意义。该项研究为利用遥感技术开展海岸带地质环境综合调查评价提供了重要技术支撑。     

基于物联网的自动化监测系统在地质灾害监测中的应用

地质灾害监测是地质灾害预警和安全防治的重要技术手段,对保障经济建设和人民生命财产安全意义重大。针对传统地质灾害监测工作的不足,研究了一种基于物联网的地质灾害自动化监测系统,该系统以GNSS、智能全站仪、滑动式倾角仪和多源传感器自动化监测技术为核心,包括数据采集、数据传输、数据处理、数据展示4个子系统。结合某项目边坡监测应用实例,实现了地质灾害的自动化监测和实时预警功能,在地质灾害监测中具有较高的应用价值。     

河川径流遥感监测研究进展

河川径流参数是用于地表水资源评估、全球变化监测和生态环境保护的基础数据.现有的河川径流监测数据基于水文监测站点获取.近年来,受经济和政治原因的影响,全球水文监测站点在逐渐减少.随着全球变化研究对区域乃至全球水文监测数据需求的增加,监测站点有限及监测数据格式多样等问题逐渐凸显.过去15年,卫星遥感技术在河川径流监测领域的研究和应用实践,使上述问题的解决成为了可能.总结了河川径流遥感监测方法和技术研究进展,包括地基高低频雷达、航空航天雷达和多光谱卫星遥感监测3个方面;介绍了全球大型河川径流与湖泊水体动态监测重大应用成果及未来研究计划.指出在未来具有全天时、全天候,高时空分辨率,以及多水文要素探测能力遥感卫星发射之前,应充分利用遥感野外观测实验,完善河川径流监测技术方法,并综合应用已有高时空分辨率的多光谱和微波遥感数据,开展径流监测应用研究.     

基于多源空间数据的淮河流域洪涝灾害监测评估

提出了综合利用被动微波卫星、中等空间分辨率光学卫星、高空间分辨率光学卫星和雷达卫星等遥感数据,地理数据,以及水文和气象等多源空间数据的洪涝灾害监测评估方法。并以2007年淮河流域洪涝灾害监测为例,快速获取了全流域洪涝灾害的时空变化特征信息,以及淮河干流区域的最大淹没面积及淹没历时数据,实现了重点区域灾情的精细监测和量化评估。结果表明,该方法充分利用多源空间数据,保证下垫面洪涝灾情信息的及时获取,克服了传统调查统计方法的不足,在2007年淮河流域防洪减灾服务中发挥了重要作用。     

通过永定河渗漏补给地下水的适宜性评估研究

受气候变化和人类活动等因素的综合影响,地下水超采和含水层水量亏空已成为备受关注的全球性问题。为了弥补含水层水量亏空和促进地下水资源涵养,已探索出多种人为干预地下水补给的措施,其中通过河道开展地下水人工补给由于具有明显优势而受到重视。已有实践表明,受渗漏补给潜力和包气带调蓄能力等的限制,并不是所有河流或河段都适宜开展地下水人工补给工作。目前缺乏为大家广泛接受的适宜性评估方法。本研究以永定河生态补水为契机,以北京平原段河道和下伏含水层为研究区开展了案例研究,并用实测数据对研究结果进行了检验。应用指标体系法建立的适宜性评估模型（LMBGITSC模型）包括河床土地利用类型、河床介质类型、河床宽度、河床地形坡度、包气带介质类型、包气带厚度、包气带给水度、包气带水平渗透性等8个指标。案例研究结果表明,沿河流流向,通过河道渗漏补给地下水的适宜性由好变差（防渗河段除外）。该规律主要受渗漏补给潜力和包气带调蓄能力控制,因此适宜性也呈现出“阶梯式”演变规律。检验结果表明所建的评估方法适用性较好。该方法具有可移植性,因此也可为其他同类地区提供参考。     

多源异构空间数据库整合技术探讨与实践——以1/5万区域地质图空间数据库为例

本文在1/5万区域地质图空间数据库两种不同标准数据的基础上,开展多源异构空间数据整合研究实例性探索,基于空间数据应用转换模型及相关标准,实现了两类空间数据库向应用模型的整合,取得了良好的整合效果,为下一步开展空间数据一体化管理与共享服务提供了理论与实践基础。     

面向矿产资源信息的空间关联性分析

关联性分析是综合多源、多类数据,发现和挖掘数据中潜在的相关关系,提取和挖掘数据之间的关联性。该方法对于充分利用地质大数据、发现地质要素之间的共生组合规律具有重要的意义。本文首先基于数据的空间位置,将不同类型的地质空间数据建立联系,形成空间属性数据库;其次应用统计方法,对不同来源数据中的属性特征进行分析,发现热液型金矿的形成与火山作用存在明显相关性;最后基于Apriori算法提取热液型金矿的伴生矿与侵入岩的频繁项集,发现伴生矿与侵入岩酸碱性二者密切相关。因此,在今后的工作中,有望应用空间关联性的方法对地球物理、地球化学、遥感等多源地质数据开展深入的研究分析。     

面向地质时空大数据表达与存储管理的数据模型研究

随着传感器实时监测等高新技术在地质勘查或生产开发中的应用,形成了动态与静态并存、多源异构的地质时空大数据。然而,目前地质信息系统在地质数据组织管理方面,主要是静态地存储和表达出地质矿产勘查或生产开发在某个特定时期的状态,尚不能满足对勘查或生产开发过程中实时信息的存储管理,进而支持对地质过程的分析和研判。针对性开展了地质时空大数据表达与存储管理的数据模型研究,目标是能够融合数据多源与时空多维性,又能够支持时间关联与时间多粒性。针对地质大数据、地质过程的静态与动态数据紧密结合的特点,采用面向对象和基于事件的思想,提出了基于事件多因素驱动的地质时空大数据概念模型,并开展了相应的地质大数据存储管理逻辑模型、基于系统工程库的管理结构和地质时空对象管理模型设计。基于地质时空大数据逻辑组织管理模型和时空过程的非关系型分布式数据库架构,设计了地质大数据存储模型。融合三维地质建模技术、动态监测信息实时可视化等技术,构建了所需模型过程模拟的三维环境,通过绑定观测数据源,设计实现了基于OPC接口的模拟数据产生事件、作用对象响应的矿山动态开采流程。在王家岭煤矿首采区地质数据支持下开展了应用研究,实现地质时空事件条件下的矿山动态开采过程表达与数据管理,验证了本文模型的可行性和有效性。     

多传感器估值融合理论在滑坡动态变形监测中的应用研究

在滑坡动态变形监测中一般会在滑坡体上布置多个传感器,以进行综合观测.目前的监测模型仅依靠某个关键点的数据进行评判分析,容易造成原始数据信息的流失,且以往的研究多集中于监测数据的整合,并未考虑传感器自身的因素,引起融合结果的不精确.为了克服以上不足,引人多传感器估值融合理论,选用误差均方差为评价指标,证明多源数据融合方法...     

多主体建模在水资源管理中的应用:进展与展望

多主体建模作为研究"人类与自然耦合系统"等复杂适应性系统的重要工具,已经被广泛地应用于水资源管理领域.在调研国内外重要研究的基础上,回顾了多主体建模的基础理论、建模工具和框架,并对多主体建模在城市水资源管理、农业水资源管理和流域水资源综合管理3个方面的研究和应用进行了阶段性总结.针对当前研究的不足和难点,结合我国水资源管理的研究现状,提出以下4个研究重点:①加强主体行为决策规则刻画;②加强模型验证和评估研究;③开展代表性流域多主体建模研究;④推动学科交叉和综合集成研究.多主体建模能够揭示人类活动—水文循环的互馈机制,为水资源及水环境的可持续利用和管理提供政策建议,加强多主体建模在水资源管理领域的研究可为水资源管理提供新的思路,推动我国水资源的可持续发展.     

地质大数据分析的若干工具与应用

大数据科学研究范式是大数据时代的必然结果。在大数据时代,地质学研究正面临着前所未有的挑战与机遇,亟需地质大数据分析的基础支撑。本文介绍若干种有价值的地质大数据分析工具及其应用。知识图谱以其强大的语义处理能力和开放组织能力,为大数据时代信息的知识化组织和智能应用提供了有效工具。它旨在描述真实世界中存在的各种实体或概念及其关系,构成一张巨大的语义网络图,以节点表示实体或概念,边则由属性或关系构成。机器学习与卷积神经网络模型仍然是当前地质大数据研究的热点。演化算法借鉴了自然界中生物进化与自适应过程的思想,是一种基于种群的元启发式最优化算法。它具有无需先验知识、能在全局范围内进行隐并行搜索的优点,可以用来精确地获取大数据中隐含的演化趋势与时空特征。图形社区发现技术将网络划分为若干个内部节点相似社区,为分析和理解网络提供有力的技术支持。随着空间分辨率、时间分辨率和辐射分辨率不断提高,遥感技术已广泛成为地质数据获得的主要技术手段。遥感大数据的数据存取和智能处理是最重要的发展方向。这些地质大数据分析方法已有成功的应用案例,并将广泛用于各种地质研究,如城市土壤污染智能监测、模拟、管控与预警研究,得益于地质大数据研究支撑系统的恰当选择以及地质大数据技术的强力支持,建立了可解释的多源多层城市土壤污染知识图谱,源于多源异构大数据有效融合的主要障碍正在去除。     

新疆地质灾害防治重点实验室

新疆地质灾害防治重点实验室针对新疆山区岩崩、滑坡和泥石流等地质灾害,及其给"一带一路"建设工程带来的地质风险,开展新疆地质灾害成因机制﹑时空分布规律研究和减灾防灾关键技术研发,完善地质灾害时空分布数据统计和典型案例体系并建立新疆地质灾害信息库与监测预警预报平台;通过多维度地质灾害监测率定各类地质灾害要素参数突变阈值,研究致灾组合模型,阐释各类地质灾害致灾过程;研发地质灾害防灾减灾技术,基于现有群防体系,提出防灾减灾对策,并结合工程建设开展防灾减灾技术应用推广,完善防灾减灾服务体系,为"一带一路"畅通和新疆经济社会可持续发展提供科技支撑和技术服务。     

东胜煤田北部地段3D煤层模型的动态构建及不确定性评估

以内蒙古东胜煤田北部艾来五库沟-台吉召地段勘查区为例,针对三维地质建模方法在多源多类地质数据应用、动态建模及建模结果不确定性评估等方面存在的不足进行研究,并实现了煤层三维建模.煤层三维建模要领是:先按照数据的内在逻辑关系和几何结构两个层次进行数据融合处理,将钻孔、剖面及断层等数据转化为形式简单、结构一致的离散化样品数据;再以这些数据和各类边界线为基础,通过距离幂次反比(inverse distance weighting,IDW)法插值得到煤层顶底板高程,并结合这些属性值和TIN(triangulated irregular network)剖分技术动态生成煤层结构模型;然后利用一个与煤层顶底板高程估值结果相对应的算子——插值方差,完成对煤层模型的局部不确定性评估.详细讨论了煤层三维建模的整体流程并基于三维地学信息系统平台QuantyView加以实现.实际应用结果表明,所提方法具有显著的实际应用价值.      

对农用地土壤环境质量类别划分的思考:以贵州马铃薯产区Cd风险管控为例

通过收集整理野外采样、室内盆栽和文献数据,验证我国现行《农用地土壤污染风险管控标准》(GB 15618-2008)以及《种植根茎类蔬菜的旱地土壤镉、铅、铬、汞、砷安全阈值》(GB/T 36783-2018)在贵州马铃薯产地土壤Cd环境质量类别划分中的适宜性。研究表明,矿区种植的马铃薯Cd含量超标风险较大,上述两个土壤Cd标准对于贵州马铃薯产地土壤而言均偏严。在分析我国现行土壤作物协同监测采样方法不足的基础上,提出借鉴基于现代采样理论的决策单元多点增量采样(DUMIS)方法开展土壤作物协同监测和修复效果评估。建议因地制宜制定基于有效态的土壤安全利用标准,建议深入开展基于DUMIS的土壤作物协同监测采样方法以及中低污染土壤安全利用有效态标准制定的研究,服务于我国特色农产品产地土壤环境质量类别划分和安全利用。     

我国马尾藻金潮生态动力学研究进展

马尾藻金潮作为一种新兴的海洋生态灾害在国内外频发,我国近些年近海防灾减灾形势愈发严峻.简介了马尾藻的主要危害;对国内外马尾藻金潮的溯源研究、基础生物和生态学研究、监测预警研究现状进行了梳理,对金潮生态动力学研究的发展现状与独特优势进行了讨论,认为未来我国金潮生态动力学会立足于多学科多手段融合,开展突出关键物理、化学和生物过程及其耦合作用的系统性研究,开展金潮与其他海洋生态灾害如绿潮、赤潮等联合暴发的驱动机制及其关联性研究,在研究思路上要注重基于海洋环境监测与海洋立体观测的早期预警、基于分子生物学和生态学手段的快速鉴种溯源、基于统计模型的生物量初级生产力评估以及基于数值模型的漂移轨迹与生消关键过程的趋势预测与风险评估相结合,为开发具备业务化预报能力的金潮生态动力学数值预警报系统不断努力,以便进一步提升我国大型海藻生态灾害的预警报技术和防灾减灾能力.     

某石化污染场地含水层自然降解BTEX能力评估

地下水污染问题是国家关注的重要环境问题之一,监测与评估含水层自然降解污染物能力是防治地下水污染的基本手段,也是国外地下水中修复技术研究热点课题。以华北平原某石油化工类场地为案例,通过调查场地水文地质条件、土壤及地下水污染现状,监测场地地下水中苯系物(BTEX)浓度及相关化学参数变化,运用微生物水文地球化学方法和水文地质方法,估算了该场地含水层自然降解苯系物量。这一研究成果为评估我国石油类场地地下水污染的自然修复能力提供了实证和基础数据。