空间插值技术在全国地下水业务分析与发布系统中的应用

等值线是地下水监测成果数据表示的重要图件。结合水利部地下水监测中心的业务功能需要,自主开发了空间插值和等值线算法库,包括规则化网格插值、等值线生成、裁剪、区域填充、统计分析、地下水漏斗识别、剖面图绘制等功能。该算法库成功应用于全国地下水业务分析与发布系统,经过18省17个平原区的数据检验,5年来运行良好,提升了地下水监测信息的加工处理效率。在此基础上研发的等值线绘制软件CONMAS可以免费下载试用。     

面向特征的网络空间点群要素自动综合方法

网络空间信息可视化对揭示网络空域规律、促进网络空间认知具有重要意义。将网络空间节点与拓扑关系直接可视化的视图中存在大量的点重合和线交叉,目前已有的网络节点布局算法、集束边技术、骨干网提取和网络路由拓扑多尺度表达等方法能够优化视图效果,但在网络的微观结构上,对保持网络空间点群要素的特征信息关注不够。通过分析并量化网络空间点群要素的各类特征信息,提出了一种基于层次聚类的要素聚合方法和一种基于节点重要性度量的要素选取方法,以自动综合的方式对网络空间点群要素进行综合。实验结果表明,该方法能够保持网络空间点群要素的空间特征,为定量表达网络空间特征、加速生成视觉效果良好的网络空间地图提供基础数据综合方法。     

基于FPGA的导航接收机跟踪环路设计与实现

现阶段导航接收机设计的基本架构是FPGA＋DSP或者FPGA＋ ARM 的工作方式。接收机存在研发时间长,研发难度较大的特点,且DSP/ARM 处理环路跟踪的同时需处理协议上的许多操作,在实现上较为复杂,实时性不高。基于SOC技术,利用Xilinx公司提供的协处理器软核代替DSP部分功能,用于在单片FPGA内实现导航接收机的跟踪环路,并根据实际情况,设计了硬件加速器和相关值预处理模块,利用时分复用的方式节约了硬件资源,在单片FPGA上实现了跟踪环路的设计,降低了硬件成本,为高性能导航接收机芯片设计提供了一种思路。     

掺Eu~(2+)的卤磷酸盐的发光特性和内部能量传递

探讨Ｂａ２＋离子搀杂对（Ｃａ０．５Ｓｒ０．５）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋和（Ｃａ０．４Ｓｒ０．６）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋量子发光效率的影响。当用Ｂａ２＋离子代替Ｃａ２＋或Ｓｒ２＋离子进入晶体时，Ｅｕ２＋离子的发光特性发生改变：发射峰的峰值降低，热猝灭的温度升高。并采用位型坐标理论给予解释。根据晶体的结构特征，对占据两个不等当晶体学位置的Ｅｕ２＋离子发光中心之间的能量传递进行了探讨     

南海历史地理争端空间分布与关联性研究

南海占我国海洋国土的2/3,不仅是中国国家安全的天然屏障和重要的出海口与战略通道,而且是我国未来重要的能源接续区与资源基地、地缘政治经济问题的多发区。对南海争端发展态势进行空间分布与关联性GIS分析,是重要的辅助决策支持。结果表明：（1）文献研究和网络爬虫等方法可以快速有效地获取南海争端历史地理数据,GIS技术能够对南海争端历史地理数据进行时空变化的深入分析;（2）就争端事件的时间分布而言,事件数量随时间推进呈现显著增长,个别发生重大南海争端事件的年份出现突增的现象;（3）就争端事件的空间分布而言,与越南及菲律宾相关的南海争端事件尤甚,其他周边国家则相对较少,这主要源于越菲两国的战略利益与南海所在区域交叠,使得越菲不断挑起事端;（4）越南、菲律宾与马来西亚等国的利益诉求区主要位于南沙群岛,各国诉求区分布明确,局部交错。网络GIS技术丰富了历史地理研究的途径,为其提供了新的思路和方法。     

北京市高速公路周边土地利用变化对景观格局的影响

高速公路的快速发展在推动经济发展的同时,也对区域的生态环境产生重要的影响。在地理信息系统的支持下,本研究以北京市高速公路网10 km缓冲区为研究区域,利用缓冲区分析、空间分析、统计分析等方法探讨了高速公路周边土地利用变化对景观格局的影响规律。结果表明：① 北京市高速公路周边的土地利用类型主要以建设用地、耕地、林地为主,土地利用变化以耕地向建设用地转入最为显著;② 空间变化上,各缓冲区内土地利用变化以林地、耕地、建设用地的相互转移为主,随着与高速公路的距离增大,土地利用类型从以耕地、建设用地为主逐渐转变为以林地、耕地为主;③ 2005-2015年,各类景观的景观指数变化差异明显,其中水域的斑块密度与分离度指数变化幅度最大,耕地的形状指数增加最快,建设用地的分离度指数减少最多,这与相应的土地利用变化密切相关;④ 基于土地利用变化,北京市高速公路网对周边景观格局的影响范围约为6 km,其中林地转入建设用地以及建设用地与耕地的相互转移是引起公路周边景观空间变化差异的主要原因。     

基于DeepLabv3架构的高分辨率遥感图像分类

针对目前使用机器学习解决高分辨率遥感图像分类主要存在下采样导致的细节信息丢失问题,提出了一种基于DeepLabv3架构的小波域DeepLabv3-MRF(Markov random field,MRF)算法。选择当前较为普遍的DeepLabv3架构分类算法,能够获得更为精确的分类结果;采用小波域DeepLabv3-MRF算法,还能够获得更为清晰的边缘细节信息。选取南方某地区高分辨率无人机遥感图像进行分类实验,通过小波变换的方向性、非冗余性以及MRF变换像素空间的交互性这三个方面,将分类结果与原始DeepLabv3架构分类结果对比分析。结果表明,所提出的分类方法精度明显高于原始DeepLabv3架构分类算法的精度,总体精度可提升3%左右,并且可以充分表达高分辨率遥感图像细节信息。     

渤海沉积物中细菌群落结构和基因丰度的空间分布特征

This study investigated differences in the community structure and environmental responses of the bacterial community in sediments of the Bohai Sea.Illumina high-throughput sequencing technology and real-time PCR were used to assay the bacterial 16S rRNA genes in the surface sediments of 13 sampling stations in the Bohai Sea.The results showed that sediments at the majority of the 13 sampling stations were contaminated by heavy metal mercury.The main phyla of bacteria recorded included Proteobacteria(52.92%),Bacteroidetes(11.76%),Planctomycetes(7.39%),Acidobacteria(6.53%)and Chloroflexi(4.97%).The genus with the highest relative abundance was Desulfobulbus(4.99%),which was the dominant genus at most sampling stations,followed by Lutimonas and Halioglobus.The main factors influencing bacterial community structure were total organic carbon,followed by depth and total phosphorus.The content of lead,cadmium,chromium,copper and zinc had a consistent effect on community structure.Arsenic showed a negative correlation with bacterial community structure in most samples,while the impact of mercury on community structure was not significant.The bacterial community in sediment samples from the Bohai Sea was rich in diversity and displayed an increase in diversity from high to low latitudes.The data indicated that the Bohai Sea had abundant microbial resources and was rich in bacteria with the potential to metabolize many types of pollutants.     

淹涝胁迫对水稻植株叶片光合性能的影响

为提高水稻作物生长模型中淹涝胁迫对水稻生长和产量影响的定量评估能力,通过开展水稻盆栽淹涝试验,研究了不同淹涝胁迫程度对粳稻和籼稻植株叶片光合性能的影响,并将两者之间的关系进行了定量化,结果表明:1)两种水稻植株叶片的光量子效率AQE、最大光合速率P_m均随淹涝天数的增加而明显下降,全淹处理的下降幅度较大,受全淹处理8天后平均下降幅度近五成,而半淹处理的下降幅度较小,半淹处理8天后平均降幅约一成左右;叶片基础荧光F_0、最大荧光产额F_m和最大光化学效率F_v/F_m也均随着淹涝胁迫天数的增加出现不同程度的降低。2)植株叶片光量子效率和最大光合速率随淹涝深度和淹涝天数变化可用定量关系模型y=1-aH-bH~3T来描述,用独立的试验资料对该模型进行检验后表明,模型的模拟值与实测值有很好的一致性,两者的相关系数高、RMSE值低,模拟效果令人满意。3)全淹处理下,水稻植株叶片最大光合速率P_m和最大荧光产额F_m下降幅度具有较好的相关性,可运用荧光测定的信息来快速估计淹涝胁迫对水稻叶片光合速率影响的程度。本研究可为改进水稻模型中淹涝胁迫条件下的水稻干物质累积和产量的模拟提供依据。