中国城市地理学研究进展与展望

城市地理学是研究在不同地理环境下,城市形成发展、组合分布和空间结构变化规律的科学,既是人文地理学的重要分支,又是城市科学群的重要组成部分。中国城市化的加速发展为中国城市地理学乃至世界城市地理学的发展提供了直接的营养。回顾过去几年中国城市地理学的发展,归纳起来呈现如下几方面的特点：中国城市地理学研究与国家经济建设的热点总体同步;在城市化、城市群／圈等领域积极参与国家战略和城市建设实践;强调定量和计量手段的科学研究悄然成为潮流;积极开辟和强化中国城市地理学研究的新基地、新力量;以更开放、更创新的视野,积极开创前沿性、战略性的新研究领域;推出年青人等计划初现成效。与国外相比,中国城市地理学在城市化和城市体系研究方面已形成自己的独特理论,并具有高度的实践性,中国城市地理学更好地实现了从知识生产到知识应用、反馈、知识再生产的良性循环。展望城市地理学的学科发展趋势,中国城市地理学在城市化加速的今天,认识城市、改造城市的道路仍任重而道远。为此我们一方面需要面向城市化背景,进行中国城市地理学理论和实践的战略思考,缩短中国城市地理学与主流的城市地理学的距离,通过大人文与大科学交融进行城市地理学方法论的建立和完善、国际视野和地方行动;另一方面需要面向国家“十二五”等近期发展目标和重点,积极的设计和执行中国城市地理学近期行动计划。     

CVD合成钻石的层状生长结构和紫外荧光特征

最近NGTC实验室检测出多批次CVD合成钻石,这些CVD合成钻石均具有明显的鉴定特征,使用钻石观测仪（DiamondViewTM）观察可见蓝色、橙红色荧光和蓝色磷光以及细密层状生长纹理,光致发光光谱中可见737 nm处的特征发光线.这些特征均与其生长结构及生长过程中进入钻石晶体中的杂质有关.笔者以最近检测过程中发现的一颗CVD合成钻石为例,使用高倍率显微技术对其层状结构的微细特征及其在钻石观测仪下的荧光特征的关系进行了详细观察和对比.结果显示,此样品与之前检测到的CVD合成钻石略有差异.此次检测到的样品在钻石观测仪（DiamondViewTM）下观察具有较宽的层状生长分区,层与层之间的分界线十分明显且在高倍显微镜下也可见到细微的生长特征.通过对样品特征的分析,了解了晶体生长过程中多阶段生长条件的变化,更直观的展现了CVD合成钻石的生长过程.     

全球化与新经济背景下的广州市空间结构

全球化与新经济对城市空间结构的形成和演变产生了深刻的影响。基于统计资料及实际调查,分析了广州城市空间结构的演化过程及格局。结果显示,广州城市演化表现出明显的阶段性,包括单中心增长模式、飞地发展模式、“二元”空间结构模式及融合多核心网络模式。现阶段处于二元空间结构模式的发展阶段,新城市区域与老城市区域在产业结构、人口结构、景观特征等方面存在明显的差异。这种城市空间形态结构的演变及格局,是全球化及新经济因素、体制因素、政策及城市规划因素等多种因素综合作用的结果。近年来,全球化与新经济对城市空间形态发展起着日益重要的作用。广州城市空间结构的分析对我国大都市空间结构研究具有重要的启示意义。     

大型GNSS观测网的并行计算

CGCS2000精化及其全球拓展需要采用最新的模型,处理长期积累的大型GNSS观测网数据,大型GNSS网联合、快速和协同解算是空间基准精化、维持与服务的重要技术方向.在大数据技术背景下,以并行计算、云计算为代表的高性能计算技术逐渐成为大规模数据处理的首选方法.针对海量、多源、异构GNSS数据在解算处理与平差分析等方面面...     

基于插件技术的湖南气象服务平台设计与实现

为达到整合省级气象服务数据资源、统一气象服务出口的目标,推动气象数据产品在防灾减灾和公共服务中的高效应用,基于Spring Cloud云架构,采用软件插件(Plugin)、WEB服务(WebService)等技术研发了湖南气象服务平台。本文详细介绍了此平台的分层模型和功能结构,以及所采用的多源气象数据融合处理、基于微服务的气象数据并行处理、基于可缩放矢量图形(Scalable Vector Graphics, SVG)的气象数据矢量化和数据安全交互等关键技术方法。此平台通过天擎获取气象数据产品,统一加工处理后封装为数据插件、图形插件和行业插件,通过标准接口提供观测资料、预报预警、卫星云图、雷达拼图等产品,基于气象数字对象标识符(Meteorological Digital Object Identifier, MOID)保障气象数据产品服务过程的安全性。此平台的气象服务插件已应用于湖南省应急管理厅、自然资源厅、水利厅等单位的业务系统。应用结果表明：此平台的插件服务模式适应C/S客户端、WEB网站、移动APP等不同类型的气象服务需求,实现了气象数据服务的统一管理、高效加工和规范应用,提升...     

基于频率匹配法的中国降水多模式预报订正研究

基于TIGGE资料中欧洲中期天气预报中心、日本气象厅、美国国家环境预报中心及英国气象局1～7 d日降水量预报以及中国自动站观测资料与CMORPH降水产品融合的逐时降水量网格数据集,利用频率匹配法(Frequency-Matching Method,FMM)对中国降水预报进行客观订正。首先利用卡尔曼滤波方法对降水频率进行调整,并根据不同区域降水强度差异将全国分为7个子区域分别进行频率匹配。结果表明,FMM可以有效减小降水量预报的误差。经过频率匹配法订正后各模式降水预报的平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)大幅减小,且订正后各量级降水的雨区面积更加接近实际观测值。FMM对小于5 mm和大于15 mm的降水预报技巧改进明显。此外,FMM降低了模式预报的小雨空报率和大雨漏报率,并且明显提高了晴雨预报的准确率。FMM明显消除了大范围小雨空报区域,但是对强降水预报FMM仅能调整降水量大小,强降水落区预报并不能得到明显改善。     

中国小城镇镇区土地利用结构特征

小城镇镇区土地利用结构是小城镇社会经济发展的基本空间映射,是小城镇规划管理的关键问题之一,合理的空间结构能够促进小城镇功能的发挥和用地效益的提升。当前该领域的研究主要侧重某一区域或者某一类型的研究,全国层面的调查研究较少,造成当前理论研究结论的普适性和可推广性较低。采用2016年住房和城乡建设部全国121个镇的调查数据,对中国小城镇镇区土地利用结构特征进行深入分析并揭示其特征形成机制。研究发现：① 由于镇区人口少、规模差异小,不同人口规模小城镇之间的土地利用结构有差异,但是不突出。② 多数小城镇受镇区产业空心化影响,用地结构的居住服务功能较为显著。③ 小城镇镇区用地结构与区域经济发展水平、工业化发展水平密切相关,经济发展水平高的地区,工业用地占比高。④ 受大城市辐射和虹吸作用影响,近郊小城镇土地利用结构的城市化现象明显。⑤ 土地所有制与用地结构密切相关,国有土地占比高的镇,公共设施用地比例高。本研究对于丰富和完善中国小城镇理论研究具有重要的理论价值,对于指导小城镇规划建设具有重要的实践价值。     

高分四号静止卫星辐射性能模拟与信噪比分析——以香港近海岸水体为例

随着高分四号(GF-4号)地球同步卫星的发射与初步应用,其兼顾高空间与高时间分辨率的优势在同类型卫星中独具特色,中国对地静止卫星影像的研究也越来越受到重视。为了对GF-4号卫星在轨探测能力进行评估,掌握日内可用影像数据时段以合理安排成像时间提高卫星使用效率与延长寿命,有必要对以暗像元为代表的典型地物(如水体)进行辐射能模拟与信噪比研究。基于MODTRAN辐射传输模型,将香港沿岸水体作为暗目标,对GF-4号静止卫星多光谱遥感全色谱段以及蓝、绿、红、近红外4个多光谱谱段进行标准大气条件下入瞳处辐亮度的模拟,并利用在轨影像进行验证。在此基础上去除大气背景辐射干扰计算有效信噪比,并分别选取一年中春分、夏至、秋分、冬至,4个典型日的模拟数据进行质量分析,探讨一天连续观测中卫星能够获取高质量水体影像的有效时段,尤其是对晨昏时段临界微弱信号的敏感性进行分析。结果表明,夏至、冬至日内表观辐亮度峰值依次为59.26 W/(m~2·sr·μm)、56.20 W/(m~2·sr·μm),均出现在蓝光谱段;夏至、冬至最高地表有效辐亮度分别为17.52 W/(m~2·sr·μm)、12.13 W/(m~2·sr·μm),出现在蓝光谱段,但差距有所缩小。这是由于入瞳处辐射主要受到大气背景辐射的影响,以夏至正午为例,各谱段受背景辐射影响程度达到49.7%—75.5%。为规避背景辐射噪声,提出适用于陆表观测的有效辐射百分比的概念,推导出传统信噪比、有效信噪比以及有效辐射百分比之间的转换关系式,揭示了背景辐射对成像信噪比干扰的定量形式,提出有效信噪比计算方法,并以此为依据,以香港海岸带水体为目标,建立了相应有效信噪比对应时刻表。经计算香港海岸带水体一年中卫星全天有效信噪比均低于50 dB,夏至、冬至最高地表有效信噪比分别为41.0 dB、38.2 dB,其中蓝光谱段模拟效果最差,近红外、全色谱段结果较好。为保障影像质量,以香港海岸带水体有效信噪比35 dB为阈值确定影像获取时段,分别为夏至日北京时间7:49—17:01,冬至日北京时间9:28—15:07。     

新型开孔工字板组合式防波堤波浪力特性试验研究

开孔工字板组合式防波堤是基于透空板式防波堤的一种新型结构形式,具有自重轻、材料省的特点。为充分了解新型开孔组合式防波堤的受力特性,基于室内水槽物理模型试验,测量新型开孔工字板组合式防波堤上的波压力与结构总力,研究相对波高H/d、相对波长L/B对该新型防波堤结构表面压力的影响,讨论了该新型防波堤所受波浪力荷载与相对波高H/d、相对波长L/B的关系。结果表明,相对波高H/d是决定新型防波堤结构表面波压力和结构总力的主要影响因素。该新型防波堤结构波浪力荷载以垂直方向受力为主,新型防波堤结构所受竖向总力远大于水平总力,最大可达到15倍。新型防波堤水平总力随相对波长L/B先增大后趋于稳定。相对波长L/B=3.617是防波堤结构水平总力变化幅度的分界点。