站点尺度的青藏高原时序NDVI重构方法比较与应用

基于卫星遥感的植被指数时序数据广泛应用于植被覆盖监测、生物量反演等多个研究领域,但由于传感器本身、大气条件、环境特征等因素引起的噪声会影响数据的应用效果,因此开展植被指数时序数据重构研究具有实际意义。本文基于2000-2015年MODIS归一化差异植被指数(NDVI)数据,采用三次样条函数法、双逻辑斯蒂函数法和奇异谱分析法3种常用方法,对青藏高原106个气象站点所在的典型覆被NDVI时序数据进行重构,并以植被物候信息提取作为应用,比较分析了3种算法的保真性、细节拟合能力及物候特征提取效果。研究表明, D-L及Spline函数分别对受冰雪及云层影响较大(荒漠、灌木、林地)及较小的覆被类型(草原、农作物)表现出较好的细节拟合能力;SSA方法拟合能力较差,易出现NDVI重构曲线整体“下移”的现象,造成峰值拟合结果偏低,并且表现出NDVI绝对值越小拟合效果越差的现象。从保持原始数据真值的能力来看,受噪声点影响较大的覆被类型(林地、灌木、草原)Spline函数略优于D-L函数法;而林地类型中SSA方法表现优于D-L函数法。从物候信息提取结果来看,D-L函数法所提取的生长季稍有提前,Spline函数及SSA方法分别表现出生长季开始点及结束点滞后的现象,灌木、林地类型表现出明显的年际波动变化的特征,荒漠类型由于NDVI绝对值偏低,3种方法物候提取结果一致性表现出锯齿状不规则波动。此外,D-L方法生长季开始期(SOS)和生长季结束期(EOS)在各覆被区均小于其他方法,波动较大;SSA方法提取的EOS在大部分覆被地区大于其他方法;Spline提取结果的年际波动与SSA高度相似。该研究可为高原植被不同覆被类型下NDVI时序数据噪声去除的方法选择提供借鉴。     

城镇化与旅游发展背景下的乡村文化研究：学术争鸣与研究方向

快速城镇化和旅游发展背景下的乡村文化衰落现象,已经成为制约国家新型城镇化战略和乡村旅游发展的重大紧迫问题。以乡村文化保护为主线,通过综述乡村文化的研究进展,围绕城镇化和旅游发展对乡村文化是“繁荣”还是“衰落”、是“原真”保护还是“创新”利用、是景观“美化”还是文化“重构”等学术争论的焦点问题,提出了乡村文化保护利用和恢复重构的研究思路、研究方向及主要科学问题。强调应运用区域性、综合性的地理思维和人地关系的视角,综合集成多学科理论和多种研究方法与现代技术,聚焦引领性科学问题,关注城镇化对乡村文化胁迫效应测度及其影响过程与机制分析,重视乡村文化的科学保护、旅游活化利用、旅游村镇化与村镇旅游化、特色田园乡村建设和乡村多元价值提升,运用社区恢复力理论构建乡村文化恢复模型,依据文化基因、乡愁记忆等理论和建构主义方法确定乡村文化重构内涵,构建符合中国乡村特点的文化重构模式,从而为乡村振兴、乡村文化保护和乡村旅游持续发展提供理论支撑和实践依据,为国内学者进行乡村文化和乡村旅游研究提供借鉴和启示。     

利用辐射数据构建云物理结构

本文运用CloudSat卫星上搭载的雷达探测数据和AQUA卫星搭载的辐射光谱仪探测数据,选择2007年1月至2010年12月期间,地理位置位于（15°~45°N,145°~165°E）区域内（远海）发生的云场数据开展分析,研究云的物理结构特征与其光谱辐射特性的相互关系。不同光谱波段对云物理结构变化的响应情况各有不同,首先从MODIS光谱仪22个云相关光谱波段中分析并选择出与云物理结构特征密切相关的光谱组合（包含13个波段）,而后开展了这些光谱波段的云辐射特性与云物理结构特征的相互变化关系研究。统计分析表明,在外部大气、地表条件以及太阳入射辐射变化不大情况下,云的结构变化与其光谱辐射变化之间总体存在单调相关关系,物理结构变化不大的云廓线之间其光谱辐射的变化也小,反之也成立,即光谱辐射变化小的云廓线之间物理结构变化也小。从而,对于某些内部物理结构特征未知的云,利用与其光谱辐射特性相近的云结构数据可实现自身垂直结构信息的重建。基于光谱辐射相近则云物理结构很可能相近的特点,本文对未知云场的物理结构重建开展了模拟试验,试验结果表明光谱相近原则匹配物理结构的方法一定程度上能够实现云物理结构的构建,为利用被动遥感数据推测云物理结构特征研究提供参考。     

基于三维GIS的内蒙古人工影响天气电子沙盘系统设计及应用

基于国内自主知识产权的EV-Globe三维GIS平台,结合高分辨率遥感影像和数字高程模型,设计研发了内蒙古人工影响天气电子沙盘系统,实现了内蒙古人影作业装备和观测站的布局展示,卫星云图、雷达回波及降水量等天气监测信息的三维可视化分析展示,实际人影作业过程及作业方案的三维仿真模拟等功能,体现了人影空地立体作业模式,为用户提供形象直观的地理场景、飞机穿云及催化播撒效果,对提升人影指挥决策能力和作业能力起到积极作用。     

多普勒天气雷达反射率资料的三维变分同化试验

基于美国新一代数值预报模式WRF (The Weather Research and Forecasting)及其3DVAR (Three-Dimensional Variational)同化系统,采用3DVAR直接同化雷达反射率资料,对2010年10月8日发生在云南省的暴雨过程进行三维变分同化和数值模拟试验。考察了采用不同水平分辨率和垂直层次的雷达反射率进入同化系统对暴雨预报带来的影响。结果表明:同化雷达资料相对无同化任何资料,雨带位置南移,更接近实况降水。同化不同水平分辨率的雷达反射率资料,其中水平分辨率为0.1度的反射率资料同化后,模拟的降水相对其他方案更接近实况。垂直方向上选取3500m和6000m高度的资料,对整个降水带位置和降水强度影响较大。在此个例中选取垂直层次在1000m,2000m,3000m,3500m,4000m,5000m,7000m,8000m的雷达反射率资料,模式模拟的降水更接近实况。      

基于点云拟合的桥梁变形监测新方法研究

利用地面三维激光扫描实时、高速度、高精度、高密度、无接触的测量特点,对桥梁在不同工况下的状态进行扫描测量;利用点云数据特征提取和直线拟合等处理方法,进行了桥梁底面的变形提取和分析工作.实验结果表明,该方法能够有效获取桥底面连续变形信息,为桥梁的变形监测提供了一个新手段.     

GRAPES_GFS全球中期预报系统的研发和业务化

该文回顾了中国气象局全球中期数值天气预报系统GRAPES_GFS的研发历程,重点介绍了近年来在GRAPES_GFS研发过程中的重要进展,概要阐述了这些进展对GRAPES_GFS业务:化的贡献。动力框架方面的改进主要包括位温垂直平流的算法、极区滤波方案、标量平流方案、垂直速度衰减（damping）算法、提高模式分辨率等,改善了模式框架的稳定性、计算精度以及质量守恒性。物理过程方面的改进主要包括RRTMG辐射方案、CoLM陆面过程方案、积云对流、边界层过程、双参数云物理方案,以及物理过程的调用计算等,全面提升了模式物理过程的预报能力。全球三维变分同化方面,研发了模式空间三维变分（3DVar）系统、资料质量控制和偏差订正技术、卫星资料同化方面的相关技术等。同时,对目前GRAPES_GFS2.0的预报能力进行了评估,总体来说,该系统各项预报指标全面超越GRAPES_GFS1.0,与T639相比等压面要素预报在对流层也有明显优势,降水、2 m温度等预报也优势明显。     

双雷达反演闽南地区一次暴雨过程三维风场结构特征研究

前汛期暴雨是华南地区最常见且预测难度较大的灾害性天气之一,而造成暴雨最直接的系统是中尺度对流系统。利用区域自动站资料,NCEP再分析资料,厦门、泉州新一代天气雷达(CINRAD/SA)基数据,采用地球坐标系下的双雷达三维风场反演技术,分析了2015年5月20日闽南地区一次暴雨过程中尺度对流系统的三维风场结构特征。结果表明:此次暴雨过程是由低层的冷暖空气在闽南沿海地区交汇形成的切变线引起的,风场反演方法能够清晰地再现低层切变线的移动过程、处于不同生命阶段对流单体的三维风场结构。强回波区跟随切变线向南移动并分布于其两侧。当切变线过境、风向较为一致时,不利于强回波的进一步发展,降水开始减弱。如果对流单体中存在一致的上升气流,低层有明显的辐合,表明此单体仍处于发展状态,回波将会继续增强;若已经出现了一致的下沉运动且没有明显的入流,则回波处于消散阶段。相比于传统方法,"基于动态地球坐标系的双雷达反演风场方法"实现了对雷达径向数据的定量化应用,能够更直观地揭示中尺度对流系统的三维风场结构,并通过对垂直速度的计算及显示,可以快速判断回波未来的演变趋势,对快速预测回波的强度变化有非常好的参考意义。     

基于Citymaker的三维仿真与规划决策系统建设研究

解析三维数字城市建设中Citymaker 3DGIS技术及3DMax建模技术,分析三维数字城市建设的主要内容,探讨其技术体系架构,并通过"数字宜兴"数字三维仿真与规划辅助决策系统的建设,阐述其建设的实际意义。     

尺度理论视角下的“一带一路”战略解读

目前,“一带一路”已成为中国的核心发展战略之一。借鉴尺度重构和尺度政治理论,分析“一带一路”战略的内涵、影响和风险。研究发现“一带一路”战略重构了现有的国家角色和地域形式,催生了以跨国基础设施为基础、以资本和经贸合作为支撑的新尺度。该尺度一方面被国际和国内的资本和权力关系不断重构,另一方面也在重构着现有的权力关系和资本积累过程。还从尺度政治视角出发探讨了“一带一路”战略中的风险因素。在国际层面,中国既面临着基于多边国际关系和地方抵抗的尺度上推力量,也面临着基于旧有边界和尺度化表达的尺度下推因素。在国内,“一带一路”战略既面临着地方政府基于政策争夺和地方保护主义产生的重复建设问题,也存在疆独势力等通过国际联系复杂化地方趋势的风险。为了更好地推行“一带一路”战略,中国必须积极应对这些尺度政治的挑战,深入研究尺度政治的机制和破解之道,努力化解海外投资、国际合作和地方治理中的风险。