城市居民时空行为序列模式挖掘方法

通过问卷调查获得北京市500个家庭的活动日志数据.运用序列比对方法对时空行为序列数据进行序列模式挖掘,对每类序列模式通过频繁模式挖掘出其中潜在有用的行为模式.试验结果表明,序列比对方法与频繁模式挖掘相结合在城市居民行为模式分析中应用成功,其弥补了传统数据分析方法的不足,为复杂时空行为数据的分析提供了一种新视角.     

小波分析方法在水文学研究中的应用现状及展望

本文首先介绍了小波分析的基本方法,主要包括小波函数、小波变换和小波消噪等。然后从6个方面,即基于连续小波变换的水文序列多时间尺度变化特性分析、基于离散小波变换的水文序列分解和重构、水文过程复杂性定量描述、水文序列小波消噪、水文序列小波互相关分析和基于小波方法的水文序列模拟预报技术,综述了小波分析方法在水文学各领域的研究应用现状和主要不足,以及存在的关键和难点问题。最后,对小波分析方法在今后的水文学研究中的应用进行了展望,并就小波函数选择、小波阈值消噪、小波分解、小波互相关分析、水文序列小波预报等具体问题提出了建议。     

水文时间序列分析方法研究进展

水文时间序列不仅组成复杂,而且特性也复杂多变。目前认为水文时间序列主要表现出随机性、模糊性、非线性、非平稳性和多时间尺度变化等复杂特性。本文首先简要介绍了用于揭示水文过程复杂变化特性的时间序列分析方法的相关进展,包括序列相关性分析方法、水文频率分析方法、模糊分析方法、混沌理论分析方法、信息熵分析方法和小波分析方法等6种。然后,对各种分析方法存在的主要问题和有待解决的问题进行讨论,指出了各种方法应用于水文时间序列分析时存在的主要缺陷和不足。最后指出,不断改进和完善时间序列分析方法,探讨各种方法的联合和耦合,加强物理成因分析和数理统计分析相结合,是提高水文时间序列分析结果精度和可靠性的有效手段,也是研究和解决环境变化影响下水文水资源问题的有效途径。     

中国东北地区及不同典型下垫面的气温异常变化分析

利用6个代表站1905-2001年较长时期的月平均气温,对缺测年代的数据进行了插补,建立了东北地区近百年平均季、年气温序列。对所建温度序列与同一区域内26个代表站平均温度序列的近46年同期资料做了相关分析,检验了序列的代表性。在所建序列基础上,分析了东北百年气温的年代、年和季节等不同时间尺度变化特点和地域分布特征,采用谱分析方法探讨了序列的周期性变化特征,并采用Mann-Kendall和Yamamoto方法对经过滑动平均的气温序列进行了突变分析。结果表明,东北近百年年平均温度表现为明显的增暖趋势,但为起伏式增暖;冬季增温非常强烈,夏季在1995年以前不仅没有升温,反而有明显降温趋势,但1995年以后夏季气温明显升高,春秋季的升温趋势与冬季类似,但幅度小得多;在区域内,增温强度似乎并不随纬度增大,纬度较低的沈阳增温最强;三种典型下垫面中以山地的增温幅度最强;功率谱分析表明了百年气温变化的2.3年和4.2年的主周期,其中2.3年周期比较显著。     

基于GAMLSS 模型的宜昌站年径流序列趋势分析

在变化环境下, 研究非一致性水文序列的变化趋势具有重要意义。常规的趋势分析方法一般只能分析水文序列均值的线性趋势。本文引入GAMLSS模型对宜昌站1882-2009 年间的年平均流量序列和年最小月流量序列分别进行趋势分析, 将序列的趋势分析从均值扩展至均方差(或变差系数)、偏态系数等其他统计参数。研究发现宜昌站年平均流量序列的均值有明显线性减少的趋势, 而宜昌站年最小月流量序列线性趋势不明显。在此基础上, 建立基于多项式回归的GAMLSS模型, 结果表明宜昌站年最小月流量序列并非平稳序列, 其均值表现为非线性的趋势变化, 偏态系数呈现线性的趋势变化。     

盐城麋鹿生态旅游区游客变化特征及预测

生态旅游区的发展受到诸多确定性因素和随机性因素的共同作用,并反映于旅游区游客观测序列.通过构建游客序列分析框架,提出了游客序列分析的理论模型.并以江苏盐城麋鹿生态旅游区为例,集成多种数学方法,进行了游客序列的分解、调整和综合预测的实证分析.运用Tramo/Seats方法进行季节调整分析可有效提取时间序列各组分,从而获得了不同尺度的作用模式,所获得的去噪序列为预测研究提供了基础资料.基于ARIMA模型、Winter加法模型、Winter乘法模型和Tramo/Seats模型的综合预测表明,麋鹿生态旅游区未来两年年平均新增游客数量在1.95-3.14万人次之间.各方法预测结果间的差异与其建模思路及实现方法有关,因此集成多种方法进行预测,并进行对比分析,有助于获得对游客波动变化更为全面的认识,同时所提供的多种可能预测方案,可为生态旅游区容量控制、旅游环境资源的保护与开发及旅游区的管理决策提供参考依据.     

盐城麋鹿生态旅游区游客变化特征及预测

生态旅游区的发展受到诸多确定性因素和随机性因素的共同作用,并反映于旅游区游客观测序列。通过构建游客序列分析框架,提出了游客序列分析的理论模型。并以江苏盐城麋鹿生态旅游区为例,集成多种数学方法,进行了游客序列的分解、调整和综合预测的实证 分析。运用Tramo/Seats 方法进行季节调整分析可有效提取时间序列各组分,从而获得了不同尺度的作用模式,所获得的去噪序列为预测研究提供了基础资料。基于ARIMA 模型、Winter 加法模型、Winter 乘法模型和Tramo/Seats 模型的综合预测表明,麋鹿生态旅游区未来两年年平均新增游客数量在1.95-3.14 万人次之间。各方法预测结果间的差异与其建模思路及实现方法有关,因此集成多种方法进行预测,并进行对比分析,有助于获得对游客波动变化更为全面的认识,同时所提供的多种可能预测方案,可为生态旅游区容量控制、旅游环境资源的保护与开发及旅游区的管理决策提供参考依据。     

基于特征的时间序列聚类方法研究进展

时间序列聚类可以根据相似性将对象集分为不同的组, 从而反映出同组对象的相似性特征和不同组对象之间的差异特征。当序列维度较高时, 传统的时间序列聚类方法容易受噪声影响, 难以定义合适的相似性度量, 聚类结果往往意义不明确。当数据有缺失或不等长时, 聚类方法也难以实施。基于上述问题, 一些学者提出了基于特征的时间序列聚类方法, 不仅可以解决上述问题, 还可以发现序列本质特征的相似性。本文根据时间序列的不同特征, 综述了基于特征的时间序列聚类方法的研究进展, 并进行了分析和评述;最后对未来研究进行了展望。     

变化环境下基于跳跃分析的水资源评价方法

针对变化环境下的非一致性年径流序列,提出了基于跳跃分析的水资源评价方法.该方法假设非一致性年径流序列由相对一致的随机性成分和非一致的确定性成分两部分组成,采用水文变异综合诊断方法识别与检验年径流序列的变异点,并用变异前后序列均值之间的差值描述序列的确定性成分;根据时间序列分析的分解与合成理论,对年径流序列的随机性成分进行提取,采用有约束加权适线法对其进行频率计算;将确定性的预测值和随机性的设计值进行合成,得到过去、现在和未来不同时期年径流合成序列的频率分布.对无定河流域进行了实例验证,结果表明年径流量序列在1971年前后跳跃变异显著;多年平均地表水资源量在过去(1971年以前)、现在(2000年)和未来(2010年)三个时期的评价结果分别为:15.766×108 m3、10.228×108m3、10.228×108m3,未来与现在相同,而未来与过去相比减小约35.1%,这种情形对无定河流域水资源的开发利用极为不利.     

天目山柳杉树轮δ13C年序列的共性与个性分析

测定天目山3株柳杉树轮的δ^13C年序列,发现δ^13C年序列值存在差异,但序列的变化趋势基本一致。对3个树轮δ^13C序列作相关分析,相关系数为0．47～0．65,通过了α为0．001的信度检验;用二项式拟合法与差值法对3个δ^13C序列含有的高频与低频成分进行分离,3个低频序列间的相关系数达0．93～0．99,3个高频序列间的相关系数达0．79～0．84,相关性显著提高;低频部分与大气CO2浓度高度负相关,高频部分与季节的气温、降水高度相关。分析3个树轮δ^13C序列间差异形成原因,结果表明：3个树轮δ^13C序列含有相似的高频与低频变化,气候因素与大气因素（如CO2浓度）对不同柳杉个体δ^13C年序列高、低频变化的影响是共同的;3个δ^13C序列的差异主要由树木立地处局部环境条件的差异引起。不同树木个体其δ^13C序列的共性变化是主要的,个性差异并不影响树轮δ^13C作为研究气候变化代用资料的适宜性,利用同一地区不同立地处的树轮δ^13C序列可以重建基本一致的历史气候和大气CO2浓度变化。     

1735—1911年汉江流域季节旱涝等级序列的重建与特征分析

基于汉江流域雨雪分寸等史料记录的特点,以发生地区、影响程度和持续时间为衡量标准,提出了利用史料重建汉江流域季节旱涝等级序列的方法,重建了1735—1911汉江流域7府（州）四季的旱涝等级序列,据此分析了各府（州）1735—1911年季节上的旱涝变化特征。结果表明：① 汉中府、兴安府、商州和南阳府有更多的春季、夏季、冬季偏旱年,而郧阳府、襄阳府和安陆府有更多的春季、夏季偏涝年和秋季偏旱年;② 夏季和秋季旱涝等级的波动明显,而春季和冬季旱涝等级的波动较小;③ 年代际尺度上来看,汉江流域,1820s—1840s偏涝,1850s、1870s偏旱;④ 影响较大的季节连旱事件多发生在19世纪,而影响较大的季节连涝事件多发生在夏季和秋季。这一研究,对汉江流域定量化气候研究具有一定的价值,也为汉江流域未来的降水变化研究提供了数据支持。     

明清时期凉山地区水旱灾害时空分布特征

在对四川凉山地区明清时期地方志及四川省志、档案材料、水旱灾害调查材料、今人水旱灾害史料汇编、旱涝分布图集、相关论著等所载水旱灾害史料搜集整理基础上,对四川凉山地区明清时期水灾和旱灾时空分布特征进行了量化统计分析。研究表明:明清时期四川凉山地区水旱灾害频发,而水灾较旱灾更为频繁;水旱灾害发生时间主要集中在春夏季节,其他季节分布较少;水灾与旱灾多隔年发生,较少同年爆发;水旱灾害等级以一般性水旱灾害和大水旱灾害为主,特大水旱灾害相对较少;水旱灾害多发地带集中在金沙江下游一带、安宁河流域一带,其他地域相对较少。明清时期四川凉山地区水旱灾害发生规律对当前凉山地区水旱灾害的防灾减灾具有一定的借鉴意义。     

1788年夏季长江流域持久性洪水暴雨及其前期气候异常现象

1788年夏季,长江流域持久性洪水暴雨范围广,特大洪水暴雨时空分布趋势呈现绳套形.这种持久性洪水暴雨前期冬春两季,前冬系流域性范围降雪,嗣后,流域主要为持时长和范围广的多雨水气候异常现象,中下游流域入梅期早.     

洞庭湖流域各季节旱涝及其与大气环流和关键区海温的关系

利用逐月降水数据和NCEP/NCAR再分析数据,分析了洞庭湖流域春、夏、秋季57年来旱涝异常的年际变化以及典型旱涝异常年份的全球海温分布形势,并利用降尺度和趋势分析方法探究气象因子对ENSO和关键区海温的响应,以加强对流域旱涝前期影响因素的认识。结果表明：1）流域在春、秋季旱涝变化趋势不明显,在夏季较明显地变湿。2）前期冬、夏季ENSO事件分别对流域春、秋季旱涝产生显著影响,而与夏季呈不显著的统计特征。3）在消除前期ENSO信号后,阿留申群岛附近海域（S3）、澳大利亚东部海域（S4）海温和印度洋偶极子（Indian Ocean Dipole, IOD）现象仍分别为春、夏、秋季与流域旱涝有密切联系的海温因素。4）S3区SST对流域春季旱涝的影响通过西风带环流实现,S4区SST偏高似乎是东亚夏季风强度偏弱的表现,成熟的IOD现象为流域秋季旱涝的主导因子。     

新疆洪旱灾害与大尺度气候强迫因子的联系

通过对新疆洪灾灾害历史资料和太阳黑子、ENSO事件年数据以及北大西洋涛动指数的分析,表明在太阳黑子极低值年或不活跃年,新疆易发生重大洪灾,而在太阳黑子低值年或相对不活跃年,新疆也易发生重大旱灾。近200a来,新疆重大洪旱灾害绝大部分都发生在太阳黑子的低谷时期。ENSO事件对新疆夏季降水的影响效应明显。因而该事件对新疆的洪旱灾害也产生了影响。对近50年来灾害统计资料分析显示,与拉尼娜年相比,在厄尔尼诺年新疆更易发生洪旱灾害。20世纪后半段新疆洪旱灾害指数与北大西洋涛动指数进行对比可以发现．夏季NAO指数与新疆洪水灾害之间存在大致上的反相关系。而冬季NAO指数与新疆干旱灾害之间存在比较明显的反相关系。     

松花江流域季节性气象干旱特征及风险区划研究

利用松花江流域67个代表性气象站1960~2009年气象观测资料,采用标准化降水指数（SPI）为评价指标,计算松花江流域50 a中各季干旱指数,在此基础上分析了流域季节性气象干旱演变特征及规律,研究发现,松花江流域气象干旱呈现出明显的空间分带性和季节分带性。从地域变化来看,流域干旱区主要分布在东北、西南部;从季度变化来看,春旱和夏旱是流域气象干旱的主要类型,夏季干旱最严重,春季次之。建立评价指标体系实现了基于GIS技术的气象干旱风险区划,针对不同风险区提出相应的抗旱措施,为流域有效应对干旱灾害提供依据。     

近60年来西南地区旱涝变化及极端和持续性特征认识

利用1953~2012年中国西南地区44个气象台站的逐日降水、温度资料,通过降水和潜在蒸发均一化旱涝指数,从旱涝的年代际、年际、季节内变化以及极端和持续性特征等方面进行了分析,结果表明：从旱涝的空间趋势变化来看,西南近60 a来秋季和年变化呈显著的一致变旱趋势,而春、夏、冬3季旱涝变化趋势表现出一定的区域性特征;从旱涝的时间演变来看,在温度与降水双重因子驱动下春、夏、秋、冬均表现为干旱化趋势,相比较秋季的干旱化程度最强,而春季的最弱,夏、冬两季相当,而全年的干旱程度比四季的程度更强;从极端旱涝的多时间尺度来看,在年代际和年际尺度上,极端洪涝发生频次逐渐减少,而极端干旱发生频次逐渐增多,从季节尺度看,春、冬两季极端干旱发生频次较多,而夏季最少,极端洪涝发生频次夏季最多,春季次之,秋季最少。从旱涝的持续性特征来看,持续性干旱事件的持续时间有增长趋势,发生频率有增多趋势,发生强度有增强趋势,并且主要发生在冬春两季,而持续性洪涝事件的持续时间、发生强度没明显变化趋势,发生频率有减少趋势,发生的季节也没明显差异。     

基于SPEI和SDI指数的云南红河流域气象水文干旱演变分析

本文基于红河流域43个气象站1961-2012年逐月降水、气温数据以及干支流2个水文站1956-2013年逐月流量数据,采用标准化降水蒸散指数(SPEI)和径流干旱指数(SDI)分析流域气象水文干旱的演变特征,并探讨水文干旱对气象干旱的响应。结果表明：①1961-2012年期间,流域总体上表现出干旱化的趋势,季节变化上春季有变湿的趋势,而夏、秋、冬三季有变干的趋势,但趋势并不显著。干旱频率季节空间分布差异较大,春旱和冬旱发生频率较高。从干旱范围来看,春旱范围呈缩小的趋势,夏旱、秋旱和冬旱范围表现出不同程度的增大趋势;②1956-2013年期间,流域水文干旱表现出加剧的趋势,其中1958-1963、1975-1982、1987-1993、2003-2006和2009-2013年为水文干旱多发期,近10年来频率明显增加;③流域水文干旱滞后于气象干旱1~8个月,气象和水文干旱事件的干旱历时、严重程度和强度之间具有紧密的相关性,流域气象干旱是水文干旱的主要驱动力。     

夏季风活动与长江流域的旱涝

本文指出夏季风活动与我国主要雨区位置有对应的配合。中国大部分降水集中在夏季风时期对某一年来讲,虽然年或季的雨量可以接近正常,但这并不意味着全国降水都接近正常,有些地方多雨,有些地方少雨,甚至还有些地方遭受旱涝灾害。其次,作者对长江流域旱涝的高低空环流特征作了概括,发现夏季风活动与西太平洋副高及其脊的东、西移动有密切联系。特别是副热带环流及青藏高压和西太平洋副高之间的相互作用对长江流域旱涝起到重要作用。最后探讨季风形成的基本因子及其对夏季风活动的可能影响。     

明清时期嘉陵江流域水旱灾害时空分布特征

在系统搜集、整理明清时期嘉陵江流域水旱灾害历史资料并对其进行量化统计分析的基础上,揭示了明清时期的500多年间嘉陵江流域水旱灾害存在如下特征:①水灾和旱灾频繁,而水灾略多于旱灾。两种灾害的发生频率分别为2.56年/次和3.03年/次;②水旱灾害主要发生在农历五、六、七月。在发生月份可考的灾害中,农历五、六、七月发生的旱灾超过了总数之半,水灾也达到水灾总数的69.5%;③涪江流域是水旱灾害发生最频繁的区域。涪江流域的水灾次数占嘉陵江流域水灾总数的31%,旱灾占嘉陵江流域的38%;④水旱灾害等级以一般性灾害和大灾害为主,特大灾害较少。明清时期嘉陵江流域的212次水灾中,一般性水灾147次,大水灾42次,特大水灾23次;所发生的179次旱灾中,一般性旱灾115次,大旱灾42次,特大旱灾22次;⑤森林覆盖率与水旱灾害的发生次数成反比例关系。本文所探讨的明清时期嘉陵江流域水旱灾害的时空分布特征对当前该区域的防灾减灾工作有重要的借鉴意义。