像元尺度上分类不确定性评价及可视化表达

传统的地物类别尺度上的遥感影像分类不确定性评价仅能实现分类精度的数学度量,无法反映分类不确定性的空间分布,难以完整、准确地描述和理解遥感影像分类信息的不确定性.文章首先在像元尺度上对遥感影像分类的不确定性进行评价,并在此基础上利用计算机技术从彩色可视化、用户交互式可视化和用户选择性可视化模式3个方面在空间域上对分类不确定性进行描述,从视觉感知角度表达遥感影像分类的不确定性信息,从而使用户更加形象直观地理解不确定性信息数据的大小及其空间分布.     

南海夏季风季节内振荡的年际变化研究

利用NCEP/NCAR风场、 垂直速度再分析资料和NOAA的逐日向外长波辐射 (简称OLR) 资料, 运用Butterworth带通滤波方法, 对南海夏季风季节内振荡 (简称ISO) 的特征和年际变化情况进行了初步研究。气候平均状况下ISO在亚洲季风区存在5个活动中心, 其中包括南海南部地区 (5°N～15°N, 110°E～120°E)。气候平均状况下南海ISO在5～9月有三次比较明显的活跃过程。以850 hPa风在西南方向上的投影 (Vsw) 经30～60天带通滤波后的绝对值在南海区域的夏季平均定义了当年南海夏季风ISO活动指数, 以此确定了南海夏季风ISO活跃年和不活跃年, 并由此提取了两者在逐日序列和水平分布场特征上的差异。通过对南海夏季风ISO活跃年与不活跃年ISO信号差别的研究发现: 在南海夏季风ISO活动较活跃年份的一个完整周期的8个位相合成中, 低频对流中心从热带印度洋西部东传到达南海后, 受Walker环流和西太平洋副热带高压底层东风气流阻挡等其它动力和热力因素的影响转向东北传。春季南海地区较强的Walker环流和对流活动有可能作为南海夏季风ISO活跃的前期信号。     

夏季副热带大气系统的多尺度振荡分析

应用经验模态分析方法(经验模态分解(EMD)和Hilbert谱),对夏季副热带大气系统在周期态和振荡态下的流函数数值解序列进行本征模态函数(IMF)及其Hilbert谱的分析。结果表明:(1)周期态下的流函数分量时间序列一般由1个IMF构成,而且其周期就是该流函数的周期。对周期性的IMF分量使用Hilbert变换得到的瞬时频率和振幅都不随时间变化。(2)振荡态下的流函数分量时间序列一般由2个以上的IMF构成,其中有的IMF分量具有显著的周期性,相应的瞬时频率和振幅都不随时间变化;有的IMF分量则没有显著的周期性,相应的瞬时频率和振幅有变化,而且随着振荡态复杂程度的增大,瞬时频率和振幅的变化也趋于复杂。(3)瞬时振幅有明确的物理意义,表示IMF振荡的能量;振幅的局部相对大值对应着原序列(IMF)的强振荡,小值则对应着弱的变化。瞬时频率的显著增大,表示原序列有大的变化。     

2005年南海夏季风建立偏晚和持续异常偏南的成因分析

通过分析大气环流及其热力结构演变特征,揭示2005年春末夏初南海季风爆发偏迟和持续异常偏南的原因。结果表明,阿拉伯高压偏强,与中高纬度高压脊叠加,导致较高纬度冷空气南下青藏高原南侧及中南半岛一带,抑制了中南半岛附近地区大气增温,不利于南海季风的爆发;索马里急流及赤道西风建立偏晚使中南半岛对流凝结潜热偏弱,是中南半岛一带大气增温偏迟的另一重要原因。6月上中旬,印度半岛北部冷空气势力偏强,大气增温缓慢,使印度季风和亚洲南部季风槽向北推进迟缓,使强劲的西南季风径直向东输送进入南海,有利于南海西南季风长期持续偏南。春末青藏高原积雪偏多,积雪融化抑制了地面增温和大气感热加热,是南海季风爆发偏晚的另一重要原因。6月上中旬,西南季风北上偏迟导致高原对流偏弱,热源偏弱,负反馈作用抑制了西南季风进一步北上,导致西南季风持续异常偏南。     

近一百年中国东部区域降水的年代际跃变

采用均生函数方法对1900～1950年中国东部测站降水资料进行补插, 通过与英国Climate Research Unit (CRU) 的网格点降水资料以及王绍武等 (2000) 重建的降水资料的对比分析, 构造1900～2006年中国东部华北、 长江中下游和华南地区的月平均降水指数序列, 并用一阶矩突变扫描式t检验对这三个区域降水的多时间尺度跃变特征进行分析。结果表明, 最近一百多年来长江中下游降水发生了5次年代际尺度的跃变, 华北以及华南的降水均发生了4次年代际尺度的跃变。各区降水同时在20世纪20年代初期、 40年代中期、 60年代中期以及70年代中期发生跃变。具体而言, 20年代初期长江中下游和华南的降水发生年代际减少, 而此时华北降水年代际增加; 40年代中期, 三个地区的降水都同时增加; 60年代中期, 华北降水减少, 相反地长江中下游和华南的降水发生年代际增加; 70年代中期, 华南和华北地区的降水出现年代际减少, 而长江中下游地区的降水在80年代初发生年代际增加。研究还表明, 降水跃变发生的时间尺度范围可以为我们预测跃变发生以后降水气候平均态的持续时间提供参考。     

基于EMD方法的我国年气温和东部年降水量序列的振荡模态分析

基于经验模态分解(EMD)方法,探讨了近百年来全国年平均气温序列以及东部地区年降水量序列的振荡模态结构特征。结果表明:全国年气温序列的振荡变化主要由第1,2,4本征模态分量构成,3~5年、8~10年的振荡以及百年内的升—降—升的年代际变化对整个气温变化起主要作用,近几年处于暖期。东部年降水量序列的振荡变化主要由第1,2本征模态分量构成,3~5年的振荡起主要作用,百年中有3个高值期,近几年处于多雨期。气温和降水原序列都没有明显的周期性,但其内在振荡分量却有某些周期性。     

单历元解算整周模糊度及检验方法研究

针对GPS测量中因工作盲区等实际生产因素的影响而造成历元较少的情况,提出在Tikhonov正则化的基础上解算历元较少时方差-协方差阵的病态情况。为提高解算整周模糊度的成功率,提出在Tikhonov正则化的基础上结合阻尼LAMBDA方法固定整周模糊度,同时采用电子总含量(TEC)检验,通过实例证明此方法适用于单历元情况,并能明显提高解算整周模糊度的成功率。     

鹤壁市土地整理项目发挥了大作用

早春二月,河南、山东等小麦主产区遭受了自1951年以来的特大旱情。鹤壁市的土地整理复垦项目在抗旱救灾中发挥了巨大的作用,受旱麦田基本上可达到全部冬灌一遍,缓解了全市的旱情。     

特约主编致读者

沉积盆地是地球表层岩石圈的基本构造单元之一,保存着地球演化的物质记录,尤其是中、新元古代以来地球演化的信息。近年来,随着超深钻井的实施,高精度地震反射、地震叠前偏移、深地震反射剖面等技术的快速进展,地球科学家对沉积盆地深层的构造背景、地质结构、构造演化等的认识有了大幅度的提高。在沉积盆地深层取得了激动人心的发现,相继发现了一系列大油气田。     

特约主编致读者

沉积盆地是地球表层岩石圈的基本构造单元之一,保存着地球演化的物质记录,尤其是中、新元古代以来地球演化的信息。近年来,随着超深钻井的实施,高精度地震反射、地震叠前偏移、深地震反射剖面等技术的快速进展,地球科学家对沉积盆地深层的构造背景、地质结构、构造演化等的认识有了大幅度的提高。在沉积盆地深层取得了激动人心的发现,相继发现了一系列大油气田。 在我国西部三大海相沉积盆地深层相继发现巨型油气田。在四川盆地中部,发现了安岳、磨溪震旦-寒武系特大型气田,探明天然气储量逾万亿方,三级储量达1.5万亿方;在鄂尔多斯盆地深层奥陶系,在靖边气田西侧及盐下取得多个发现,三级储量近万亿方,尤其在奥陶系深层、寒武系也有重要进展;在塔里木盆地,除塔河奥陶系巨型油田之外,在北部坳陷7 000~8 000 m埋深发现了顺北油气田。 在我国准噶尔盆地、松辽盆地深层,均发现了与火山岩储集体相关的大型油田或气田。准噶尔盆地深层石炭系“火山岩”中,发现了克拉美丽、滴水泉、金龙等大型油气田,主要与石炭纪裂陷发育有关。松辽盆地深层徐家围子、双城等断陷下白垩统火山岩中发现了徐深气田、双城油田,与早白垩世裂谷有关。研究表明,这些深层断陷呈幕式发展,具有“宽裂谷”成因特点,不同断陷之间具有相似性。 在我国东部渤海湾盆地于新生代裂陷盆地之下,在冀中坳陷河西务构造带奥陶系杨锐务内幕潜山发现高产油气流;该构造带是燕山期形成的挤压构造,于喜马拉雅期伸展改造而成,在东部盆地具有代表性。在黄骅坳陷,于乌马营、王官屯、歧北、港北等潜山二叠系中发现高产原生油气藏,这对渤海湾盆地深层潜山的整体勘探具有启发性。 在位于青藏高原的柴达木盆地,于柴西坳陷深层发现了大面积分布的古近系（E23）咸化湖相碳酸盐岩油田,碳酸盐岩与优质烃源岩互层分布,形成了累计厚度超过1 000 m的有利源储组合,源储广泛分布,整体含油,展现出源内原生油气藏有利的勘探前景。同时,在阿尔金斜坡带基岩和侏罗系中探明了逾千亿方的大气田。 上述油气发现不断揭示出我国沉积盆地深层的巨大勘探潜力,同时,如何认识深层的基础地质问题与油气地质条件,则是地球科学家的主要任务。这也是“沉积盆地深层构造与油气成藏研究进展”专辑的主要初衷。 本专辑共收录20篇相关文章,主要集中讨论：（1）盆地深层的地质结构。对塔里木、鄂尔多斯、四川、准噶尔、柴达木等盆地的深层地质结构应用新的钻井、地震资料进行了深入解剖。（2）深层原型盆地恢复。在四川、柴达木等盆地进行了这方面的探索。（3）深层构造解析。主要体现在对古隆起与（古）冲断带的构造解析方面,在古隆起研究方面,提出了“古隆起复原”的概念与方法,如对四川盆地天井山、泸州古隆起,塔里木盆地的塔北、巴楚隆起,渤海湾盆地的沧县隆起的分析;也开展了对主要断裂带构造特征的研究,如对塔里木盆地哈拉哈塘-跃满区块奥陶系走滑断层、准噶尔盆地西北缘大侏罗沟走滑断层等的研究。（4）深层储集体成因与发育规律。对塔里木盆地阿满过渡带顺北油田超深层碳酸盐岩储层成因与分布进行了研究;对准噶尔盆地玛湖凹陷百口泉组砾岩储层特征及其主控因素进行了分析。（5）深层油气成藏机制。以准噶尔、吐哈、塔里木、四川等盆地为例,开展了这一方面的探讨。 今后,在地质大数据平台、油气勘探开发大数据平台基础上将对沉积盆地深层开展整体、动态与综合研究,主要聚焦于以下5方面：（1）深层的地质背景。应用地学大断面、深部探测（Sinoprobe）及深部岩浆岩“探针”等方法技术揭示深部的地质背景及其演化,如关于华北克拉通的研究。（2）深层的原型盆地恢复。将从深层的构造古地理重建出发,恢复沉积盆地的位置,重建盆地的地质结构,复原盆地的演化历史,在四川、塔里木、鄂尔多斯等盆地已经开展了这一尝试。（3）深部地质结构的定量解析。对不整合面、断裂、隆坳结构等进行研究,复原其时空结构,其中构造数值模拟、三维地质建模等技术将发挥重要作用,如对动力地形、古地貌及不整合面的研究。（4）深层储集体成因与分布预测。对岩溶系统、礁滩体、白云岩、裂缝系统等碳酸盐岩储集体或它们之间的叠加产物（如断溶体）以及对碎屑岩砂砾岩储集体深层孔隙的成因机制,将在成因与定量预测方面取得实质性进展,这也是油气勘探的迫切要求。地球物理技术必将发挥其预测优势。（5）深层油气成藏机制。深层的油气地质要素与油气成藏作用过程是研究的主要对象;深层的温度场、压力场、应力场与流体场有其独特性,它们之间的耦合机制及其决定的流体运动场有待破解。随着深层油气勘探开发的进行,必将提供更多的油气田研究范例,为深层油气地质学奠立重要基础。