定量遥感升尺度转换研究综述

尺度转换问题是定量遥感领域基础而重要的科学问题之一.重点针对升尺度转换研究现状,从现象描述、尺度效应产生原因分析、尺度转换方法归纳及尺度转换效果评价4个方面进行细致论述.认为目前的研究主要存在3个问题:①基于离散的多传感器影像进行的反演量尺度转换研究,受到不同传感器间成像参数归一化精度的影响;②反演量物理模型发展有限,基于这些模型的反演量连续空间尺度转换研究仍不成熟;③基于分形理论等数学方法的反演量连续空间尺度转换研究取得了一定的进展,但仍受限于尺度上推理论与技术的发展水平.对于定量遥感升尺度转换研究的发展趋势,做出如下展望:①随着成像参数归一化技术的进步,问题①将得到更有效的处理,这将有助于实际应用问题的解决;②连续空间尺度转换模型构建是升尺度转换研究发展的重要趋势.随着多学科知识的融入,定量遥感反演理论的发展及尺度上推理论与技术的进步,问题②与③亦将得到较好的解决,这将有益于揭示遥感反演量真正意义上的尺度转换规律.     

相适·相望——面向全生命期改善刚需的和谐住区

<正>“好房子”是为了更好地满足人们对美好居住环境的需要,换言之,做“好房子”唯一的目标应该是让老百姓住得满意。当下,我国住房建设已从总量短缺转为结构性供给不足,面临的主要问题是“高环境负荷下的低质量供给”,现阶段呈现了两个突出的问题：一是空间环境和设施条件的不足造成邻里交往缺失;二是户型布局和结构限制了户内空间格局的可变性。     

非均质含水层中渗流与溶质运移研究进展

含水层的非均质性控制着地下水渗流和溶质迁移特性,准确定量化描述非均质含水层中的渗流和溶质迁移问题受到广泛关注,已成为地球科学领域中的研究热点。首先从非均质含水层地下水流和溶质迁移理论模型、矩分析、多尺度进行系统综述,指出尺度转换在目前水文地质研究中主要解决的问题以及存在的问题;其次从非均质含水层场地试验、不确定性以及速度连通性等方面分析了该方向的研究进展;最后指出地球物理反演含水层非均质性、随机理论与随机模拟软件开发、尺度转换及速度连通性的不确定性问题、非均质性与水文地质条件关系研究4个方面是该领域今后的主要研究方向。     

贵州喀斯特高原土地系统变化空间尺度综合的一个研究方案

"尺度"是认识世界和管理世界的一个重要视角,多尺度之间的相互关联是当前重要的学术前沿论题.尺度关联研究面临的主要问题是:①对scaling的理解不能局限于"尺度转换"或"尺度耦合",而需要对不同尺度的多种复杂关系("连通性")有综合的认识;②要正确认识尺度综合的目标,据此明确综合什么,如何综合;③解决尺度综合的方法不能仅从数学模型着手.以贵州喀斯特高原土地系统变化为研究案例,设计一个对贵州省域、乌江流域、猫跳河流域和若干小流域等多空间尺度土地变化进行综合的研究方案,力图为解决上述问题作出贡献.该案例研究针对土地管理可持续性决策多尺度协调的实际需求,以不同尺度之间"连通性"的判定为基础,重新厘定尺度综合在土地变化科学中的意义和内涵;以定性和定量相结合的途径,建立尺度综合的方法体系,包括基于尺度综合目标的土地变化及其驱动力和效应多尺度表征与数据协调方法,各尺度土地变化及其驱动力和效应之间"连通性"的发现与论证,土地变化及其驱动力和效应的多尺度综合集成;提供喀斯特地区土地变化格局、过程及其驱动力和效应的尺度综合研究案例,提供省域、省内大流域、中流域、小流域土地管理可持续性决策多尺度协调的依据和参数标准.     

寒武纪生物大爆发之后的底栖生态系统工程建造者:以河南地区为例

扰动生物作为生态系统工程建造者,通过对沉积底质的改造直接影响沉积物和水体之间的相互作用（营养物质的循环、迁移和存储）,对底栖生态系统工程有重要的影响.遗迹化石作为底栖生物活动的载体,为研究寒武纪大爆发之后底栖生态系统工程建造者的演化规律,并评价底栖生态系统工程建造者对生态系统工程产生的影响提供了依据.对河南地区8个寒武系剖面的遗迹化石数据进行统计,应用现代生物学中生态系统工程影响值的概念,从功能群、阶层、生物灌溉3个方面对底栖生态系统工程建造者进行研究.研究结果表明,寒武系第三阶至鼓山阶底栖生态系统工程建造者功能群类型由生物扩散型扰动者往向上/下运输者转变,阶层逐渐加深,生物灌溉越来越普及,生态系统工程影响值不断增大.鼓山阶至第十阶,遗迹化石类型及结构变化不大,生态系统工程影响值趋于稳定.这表明从寒武纪生物大爆发至鼓山阶,底栖生态系统工程建造者的行为策略发生着明显的进化与创新,生态系统工程建造者不仅开拓了重要的生态空间,而且为其他底栖生物和微生物创造了新的生境,在寒武纪海洋生态系统中扮演着重要的角色.      

广义自相似性原理与模型

为了理解各式各样的具有广义自相似性特征的尺度不变性系统, 提出了1个称之为GSI (generalized scale invariance) 的理论体系.它阐述了大小尺度可以相互关联而不需要引入任何1个特有(具体) 尺度的最普通情形.在二维线性GSI理论的基础上, 形成了2个重要的各向异性尺度不变性量化模型: SIG (scale invariant generator) 模型和S-A (spectrum-area) 模型.SIG模型通过在频率域中估计GSI理论中代表旋转和层化程度的尺度不变性生成元的参数来量化各向异性尺度不变性.而S-A模型通过从二维频率域中能谱密度大于P元素集的面积与P之间关系的非参数模型对各向异性尺度不变性进行量化.如果研究的对象是1个混合模式(多个不同尺度的过程或作用叠加而形成的), S-A模型不仅可以对异性尺度不变性进行量化, 还可以对该混合模式进行分解.系统阐述了GSI理论、SIG模型和S-A模型, 并将SIG模型和S-A模型结合提出了既能对混合模式进行分解又能对分解后模式的各向异性尺度不变性进行量化的模型.      

弥散尺度效应的试验研究进展及展望

水动力弥散尺度效应问题是地下水中污染物运移研究的重要内容,针对国内外的弥散尺度效应研究,分别从室内和野外两个方面对弥散尺度效应试验研究进行综述。统计了室内试验各影响因素产生弥散尺度效应所占的比例,并根据表格数据分析造成弥散尺度效应的原因。最后,提出弥散尺度效应的试验研究展望:(1)验证弥散尺度效应的存在性;(2)研究弥散尺度效应的产生机理;(3)弥散尺度效应的定量化研究。     

裂隙岩体地下水溶质运移的尺度问题

核废料的安全贮存、地下污染的预测控制等目前面临的许多重大问题要求对大尺度裂隙岩体地下水溶质运移问题进行研究,然而裂隙岩体地下水溶质运移问题的尺度效应给这项研究带来了极大的挑战.本文介绍了裂隙岩体地下水溶质运移的多尺度概念模型及其物理和数学模拟方法,并探讨了模拟尺度与观测尺度、预测尺度、裂隙介质尺度之间的关系及尺度效应的分形特征.     

全球尺度水文模型： 机遇、 挑战与展望

水循环发生在全球尺度, 局地和流域水问题的解决也往往需要全球视角, 因此全球尺度水文模型应运而生。从科学意义和国家需求等多个视角, 论述了全球水文学研究的意义和巨大的发展潜力, 系统总结了现有全球尺度水文模型发展现状, 剖析了十余个主流全球尺度水文模型的结构和功能, 以及全球水文-气象-地理信息等全球模型所需数据集。进而分析了现有全球尺度水文模型存在的主要问题和挑战, 为进一步完善模型提供参考。最终分别从模型机理、 大数据、 新技术、 多部门模型耦合等几个方面, 探讨了全球尺度水文模型未来发展的重要方向。     

基于多尺度循环注意力网络的遥感影像场景分类方法

高分辨率遥感影像场景分类一直是遥感领域的研究热点.针对遥感场景对尺度的需求具有多样性的问题,提出了一种基于多尺度循环注意力网络的遥感影像场景分类方法.首先,通过Resnet50提取遥感影像多个尺度的特征,采用注意力机制得到影像不同尺度下的关注区域,对关注区域进行裁剪和缩放并输入到网络.然后,融合原始影像不同尺度的特征及其关注区域的影像特征,输入到全连接层完成分类预测.此分类方法在UC Merced Land-Use和NWPU-RESISC45公开数据集上进行了验证,平均分类精度较基础模型Resnet50分别提升了1.89%和2.70%.结果表明,多尺度循环注意力网络可以进一步提升遥感影像场景分类的精度.      

地表MPBL系统及两个尺度的全球变化模型

提出了地表MPBL系统的概念,并认为它是一个开放性的复杂巨系统;在此基础上探讨了地表MPBL系统内的三大类复合系统及其自组织问题,给出了一个较完整的地表MPBL系统结构模式,可作为认识各种时间尺度全球环境变化的研究纲领;为了适应10³～10⁵a、10¹～10²a两个尺度全球环境变化研究需要,也对这两个尺度全球环境变化模型进行了一些改进,使其更符合地表MPBL系统概念。     

未来10年(2000-2010)美国古生物学研究方向 --地球-生命耦合系统的动力学历史

阐述了美国2000—2010年古生物研究的4个主要方向: ①生物多样性的驱动机制,这些机制所适用的时空尺度;②主要的生物演变时、空分布的不均一性;③生物系统如何影响地表的物、化性质,生物地球化学循环如何随时间发生变化？④生物圈对区域尺度和全球尺度环境变化的反应,以及每一个方向包含的主要科学问题.。最后阐述了运用古生物知识认识当代环境变化。     

水稻灌区节水灌溉的尺度效应

探讨了节水灌溉尺度问题,指出产生节水灌溉尺度现象的原因是由于灌溉过程中回归水的重复利用.结合漳河灌区的实际,讨论了水稻种植区在不同尺度下的水平衡要素及其在节水尺度效应中的作用;说明随尺度的增大,水平衡过程变得复杂化,节水尺度效应现象也更突出.利用漳河灌区田间试验数据和灌区长系列的历史资料,分别从田间、中等、灌溉干渠和灌区共四个尺度,定量地分析了水稻节水灌溉对水分生产率以及水分利用率的影响.结果表明,节水灌溉技术的采用不仅可以提高田间尺度的灌溉水分生产率,也促进了漳河灌区灌溉水分生产率的整体上升.     

降雨量分布的空间插值方法研究——以美国爱达荷州为例

以美国爱达荷州为例,根据105个气象站点及其30年年平均降水量数据,采用反距离加权平均法、普通克立金法、规则样条函数法及趋势面法等方法进行插值,分析了不同插值方法中站点数量变化、像元尺度变化对降雨数据空间插值结果的影响.通过对数据和精度指标的对比分析,得出每一种插值方法在某一标度范围插值的精度及适用范围.研究表明:[1]插值精度并不与样本点数量成正比例关系;[2]像元尺度的变化对空间插值精度的影响很小;[3]不同插值方法对插值结果有很大的影响,规则样条函数具有优秀的插值精度.要得到最理想的插值结果,须对不同研究区,进行实测样本数据进行分析,反复试验比较,以选择最佳插值方法.     

地理空间数据的尺度转换

尺度一般是指空间范围的大小,地理空间数据的尺度转换是尺度研究的重要问题之一。针对地理信息系统(GIS)技术支持下的地理空间数据尺度转换问题,首先回顾了尺度转换的理论基础,即等级理论、分形理论、区域化随机变量理论、地理学第一定律等理论的基本内涵;然后总结了地理学不同研究领域内主要的尺度转换方法,重点分析了重采样法、变异函数法、分形分维法及小波分析法的基本原理、模型方法与典型应用案例;最后介绍了地理空间数据尺度转换效应研究的进展。基于上述总结和分析认为:构建一套无级变换的、系统的尺度转换方法,整合不同学科领域的数据与过程模型、形成数据模型同化的技术体系,这是地理空间数据尺度转换研究的重要课题。     

中国西北内陆河水问题及其应对策略——以黑河流域为例

中国被联合国列为13个贫水国之一,占国土面积1/3的内陆河地区先天性的水资源不足,再叠加不合理的利用,使得水问题成为西北内陆河流域经济发展和生态保护的关键性问题.以黑河为例论述了流域尺度的水、土、生态、环境及管理问题;提出缓解流域水资源矛盾必须在流域尺度提高水效益的适应对策;讨论了绿洲灌区水资源利用率提高的4个环节,即灌溉水向土壤水转化、土壤水的生物利用、生物水的生产率以及市场需求的产业配置;展示了水源涵养、节水型绿洲建设、生态水利用率提高的部分实例;分析了水资源的社会化管理的阶段、问题与途径,强调流域虚拟水配置战略,指出提高流域水-生态-经济综合效益仍有较大潜力.     

定量遥感地表参数尺度转换研究趋势探讨

尺度效应是定量遥感重要而基础的问题之一,学者们利用尺度转换模型定量描述尺度效应。重点以归一化差分植被指数(NDVI)为例,对其尺度转换研究现状进行分析,进而对定量遥感地表参数尺度转换研究趋势进行探讨。认为:(1)融合地物类别信息的升尺度转换模型建立将成为遥感地表参数升尺度转换研究的一种新趋势;(2)利用分形理论与方法尝试揭示尺度转换动力学过程也是遥感地表参数降尺度转换研究的一个新的发展趋势;(3)时空尺度转换耦合研究将继续成为未来遥感地表参数尺度转换研究的新主题,对利用多重分形方法建立时空尺度转换耦合模型的可能性进行分析,展示了该方法的潜在研究价值;(4)定量遥感尺度转换与遥感影像地类自动识别结合研究将成为新趋势,2个研究领域可相辅相成,在今后的研究中取得新的成果。     

淮北平原浅层地下水多年动态变化及监测统测评估

【研究目的】变化环境下地下水时空规律的研究有助于水资源精细化管理和区域水资源安全保障。【研究方法】本文基于淮北平原区典型气象站1953—2019年月降雨数据,采用小波分析及M-K检验法,研究多年尺度降雨周期性变化及趋势规律;结合395个国家级监测井及地下水统测数据,采用主成分分析法进行监测井优化评价。【研究结果】淮北平原多年降雨量呈现多时空尺度变化特征,南部地区主周期较北部地区偏小,但周期尺度较多,变化更为复杂;西北部的浅层地下水位持续下降,其余区域水位处于有升有降的波动状态;南部区域浅层地下水水位在1970年、2003年及2019年3个时段呈现出先降低再恢复,北部部分区域地下水水位则呈现先升高再降低的特征,研究区水位总体存在下降趋势,但2000年以来水位总体有所回升;经主成分分析优化后的277个监测井（221个水利井和56个自然资源井）能代表395个原国家监测井的总体水位变化情况。【结论】国家地下水监测工程长序列监测数据能够很好地服务于流域尺度水资源评价及管理,但省市级尺度或重点区域还需要进行优化和加密,地下水位统测可有效填补,该工作应在重要河湖两侧、淮河北岸一带、东北部山前平原等高水力梯度区域进行加密。     

遥感尺度问题研究进展

尺度是与空间现象有关的术语，在地学研究中更是一个重要的概念，忽视遥感观测的尺度效应，使得对地观测难以获得精确的地表参数，这一问题已经引起国际遥感界的重视，遥感物理建模和遥感数据应用都有尺度问题，像元尺度上地表参数的定量描述是建立遥感尺度转换模型和信息转换模型的基础，试图从尺度的定义，遥感尺度问题所涉及的内容和遥感尺度效应研究常用的技术方法等三个方面论述遥感尺度问题的研究进展，像元尺度上地表参数的定量描述是遥感信息尺度转换的基础。     

住房城乡建设部启动优秀农房范例评选

正近日,住房城乡建设部下发通知,组织开展优秀农房范例评选与推广工作,推进安全、经济、实用、美观的农房建设,引导农民改善居住条件、美化乡村风貌。通知要求各地组织推荐本地区优秀范例。凡已建成1年以上且目前在用的单体农民住房,符合下列条件的均可推荐:第一,合法合规。建房手续齐备,房屋建设符合有关规划建设要求,建房占地和建筑面积符合当地相关规定。第二,农民满意。综合居住体验良好,住户高度