徐州市水土流失时空变化研究

本文以3S技术为支撑,在修正水土流失方程（RUSLE）的基础上,针对徐州黄泛平原-丘陵地带的特殊地形地貌、对2000年以来徐州市水土流失时空变化特征进行了分析。结果表明：2000-2014年徐州市土壤侵蚀等级以微度为主,微度侵蚀面积占总侵蚀面积多年平均达到76.34%;中度侵蚀次之,所占比例在10%~17%间;剧烈侵蚀所占比例最少。轻度及以上土壤侵蚀等级主要发生在中部微山湖下游、京杭大运河一带的丘陵岗地地区、主城区与故黄河北岸的黄泛平原地区,以及丰县、新沂、邳州的局部区域;土壤侵蚀存在一定程度年际变化特征,睢宁、丰县、邳州的部分地区侵蚀面积年际变化较为明显,土壤侵蚀总面积整体上呈现下降趋势。     

移动轨迹的尺度特征

移动轨迹是移动对象在地理空间环境中移动而留下的痕迹。移动轨迹数据是一类特殊的地理时空数据，它具有时间尺度、空间尺度和语义尺度特征。本文首先分析了轨迹数据的空间尺度特征与时间尺度特征，建立了轨迹空间尺度与时间尺度转换关系式；然后论述了轨迹的语义内涵和语义尺度特征，将轨迹语义分为移动对象语义、地理空间环境语义、采集设备语义、移动方式语义，并从地理空间环境语义的角度分析了轨迹的语义多尺度；最后探讨了轨迹语义尺度与时空尺度之间的一致性关系。     

Cartographic Symbol Design Considerations for the Space–Time Cube

The cartographic representation of geographic phenomena in the space–time cube comes with special challenges and opportunities when compared with two-dimensional maps. While the added dimension allows the display of attributes that vary with time, it is difficult to display rapidly varying temporal data given the limited display height. In this study, we adapt 2D cyclic point symbols to construct 3D surfaces designed along a helical path for the space–time cube. We demonstrate how these complex?3D helical surfaces can display detailed data, including data reported daily over 100 years and data reported in four-hour intervals over a year. To create the point symbols, each value is plotted along the curve of a helix, with each turn of the helix representing one year or week, respectively. The model is modified by varying the radii from the time axis to all points using the attribute value, in these cases maximum daily temperature and four-hourly ridership, and then creating a triangulated surface from the resulting points. Using techniques common to terrain representation, we apply hue and saturation to the surface based on attribute values, and lightness based on relief shading. Multiple surfaces can be displayed in a space–time cube with a consistent time interval facing the viewer, and the surfaces or viewer perspective can be rotated to display synchronized variations. We see this method as one example of how cartographic design can refine or enhance operations in the space–time cube.     

秦岭—淮河南北供暖格局变化及其影响因素

基于秦岭—淮河南北及其周边196个气象站点观测资料,构建实际和动态供暖指数,对中国南北过渡带供暖格局变化进行分析,并探讨冬季北极涛动（AO）异常与供暖效率的响应关系。结果表明：① 固定供暖策略下,1960-2016年秦岭—淮河南北实际供暖能耗偏高,呈现“南多北少,西低东高”的变化特征,且低纬度地区供暖需求下降信号早于高纬度;② 对比区域变暖前后,秦岭—淮河南北冬季供暖能耗1960-1990年和1990-2016年两阶段空间特征,发现“整体南高北低,北部东高西低”的格局并未发生变化,供暖南北波动界线依然维持在秦岭山脉—淮河平原中部;③ AO强弱波动与区域冬季供暖能耗具有明显的时空响应关系,是影响中国南北过渡带供暖格局变化的重要因素。当AO负相位时,除四川盆地和巫山山区之外,秦岭—淮河南北其他区域实际供暖能耗明显下降,特别是淮河平原和长江下游的过渡地带响应尤为明显,未来应该有针对性制定气候适应对策。     

中国荒漠化分区与时空演变

荒漠化被列入威胁人类生存的十大环境与发展问题之一,中国作为世界上荒漠化严重的国家,荒漠化形势十分严峻。本文通过遥感手段,以中国陆域国土范围（除台湾、香港和澳门）的31个省、市、自治区为研究区域,对1975年、2000年与2017年研究区数据进行沙化、盐渍化、水蚀荒漠化专题因子时空演变的综合研究,根据地域分异、发生学及多级序列等原则将将中国划分为8个荒漠-荒漠化区,42个荒漠-荒漠化亚区和36个荒漠-荒漠化小区。以不同时期荒漠化土地类型图为依据,采用荒漠化面积变化量与荒漠化重心迁移轨迹指标进行荒漠化演化分析。为具体说明不同区域荒漠化程度,本研究根据一定时期内荒漠化土地面积增加或减少的百分比将荒漠化演化分为7种类型,通过分析得到不同荒漠化区域的时空演化及不重心迁移,据此提出中国荒漠化的重点治理目标区及防治建议。研究结果表明：① 中国荒漠、荒漠化土地种类较多,重度荒漠化面积25.18×10⁴ km²,占荒漠化总面积的19.59%;② 1975-2017年,中国荒漠化发生明显逆转,与1975-2000年相比,2000-2017年全国的荒漠化强度显著下降,原因是荒漠化加重区面积减少以及荒漠化减弱区面积增加;③ 1975-2000年与2000-2017年,各区内荒漠化重心点坐标迁移具有同向性。本研究在分析荒漠化土地分布、形成和演变机制的基础上,进行了荒漠化分区。通过对不同荒漠化地区的面积百分比变化的比较,得到了不同时期荒漠化的时空演化模式,并分析了荒漠化演化的特点和差异。     

Ensemble simulation of land evapotranspiration in China based on a multi-forcing and multi-model approach

In order to reduce the uncertainty of offline land surface model(LSM) simulations of land evapotranspiration(ET), we used ensemble simulations based on three meteorological forcing datasets [Princeton, ITPCAS(Institute of Tibetan Plateau Research, Chinese Academy of Sciences), Qian] and four LSMs(BATS, VIC, CLM3.0 and CLM3.5), to explore the trends and spatiotemporal characteristics of ET, as well as the spatiotemporal pattern of ET in response to climate factors over mainland China during 1982–2007. The results showed that various simulations of each member and their arithmetic mean(Ens Mean) could capture the spatial distribution and seasonal pattern of ET sufficiently well, where they exhibited more significant spatial and seasonal variation in the ET compared with observation-based ET estimates(Obs MTE). For the mean annual ET, we found that the BATS forced by Princeton forcing overestimated the annual mean ET compared with Obs MTE for most of the basins in China, whereas the VIC forced by Princeton forcing showed underestimations. By contrast, the Ens Mean was closer to Obs MTE, although the results were underestimated over Southeast China. Furthermore, both the Obs MTE and Ens Mean exhibited a significant increasing trend during 1982–98; whereas after 1998, when the last big EI Ni ?no event occurred, the Ens Mean tended to decrease significantly between 1999 and 2007, although the change was not significant for Obs MTE. Changes in air temperature and shortwave radiation played key roles in the long-term variation in ET over the humid area of China, but precipitation mainly controlled the long-term variation in ET in arid and semi-arid areas of China.     

1971—2010年京津冀大城市热岛效应多时间尺度分析

利用1971—2010年均一化的京津冀区域逐日气温数据与质量控制后的2011年自动站逐时气温数据,分析了北京、天津和石家庄热岛效应的多尺度时间变化特征。结果表明,三个城市平均、最高和最低气温的热岛效应呈非对称性特征,最强为最低气温的热岛效应,其次为平均气温的热岛效应,最弱为最高气温的热岛效应。北京平均气温的热岛效应最强,其次为天津,石家庄相对较弱,石家庄平均气温的热岛效应近40年呈显著上升趋势,每10年达0.13℃。石家庄最高气温的热岛效应最强,其次为北京,最小为天津,近40年北京最高气温的热岛效应呈缓慢上升趋势,每10年增加0.06℃,石家庄变化不明显,天津呈微弱下降趋势。最低气温的热岛在北京最强,其次为天津,最小为石家庄,近40年最低气温热岛效应天津呈明显上升趋势,每10年增加0.18℃,其次为石家庄,北京呈微弱下降趋势。三个城市的平均气温、最低气温的热岛效应季节变化通常表现为夏季较弱,冬季最强。三个城市最高气温的热岛效应季节变化差异较大,北京10月热岛效应最弱,其他月份变化不大;天津热岛效应6月最弱,在1或12月最强;石家庄4和5月热岛效应最强,10月热岛效应最弱。由2011年自动站数据得到的平均气温热岛效应与1971—2010年的40年平均得到的平均气温的热岛效应季节变化具有类似的规律。2011年自动站热岛效应在一天中表现为白天热岛强度较低,而夜间热岛强度较高。     

近54年阿勒泰地区夏季极端降水事件气候特征

本文采用阿勒泰地区7个国家级气象站近54a(1960～2013年)夏季(6～8月)的日有效降水量（20～20h降水量≥0.1mm）资料,用WMO推荐的百分位法计算了全地区过去54a夏季极端强降水的阈值、进一步分析了当地夏季时空分布特征及变化趋势,结果表明：阿勒泰地区夏季极端强降水阈值呈西部、南部小,北部、东部大,并且空间异常分布特征如下: 夏季以及夏季各月的极端强降水日数和强度均可总结出5种最主要模型;极端强降水量可总结出8种最主要模型;并且通过时间标准化序列分析各种模型都有对应的降水日数、量级、强度明显偏多（强）和偏少（弱）的时段。日数、量级、强度近54a来,除吉木乃略有下降以外,其余各县（市）均为增长趋势,尤其是北部、东部地区.同时上述三指标存在着显著的年代际和年纪尺度的周期变化,上世纪90年代和2010年至今为三个指标最多(强)的年代,而上世纪70年代为最少（最差）的年代.并通过周期分析（小波分析）可知,均有对应的显著变化周期。     

时空信息云平台下数据管理及可视化方法

针对智慧城市时空信息云平台中海量时空数据的管理和可视化问题,该文提出了一种时空索引建立及时空数据可视化方法。时空索引机制将时间、空间与专题属性作为同等重要的维度,兼顾了三者的查询效率,实现对时空数据的快速有效提取。时空数据可视化表达方法提出了时间轴动画、多时态对比、对象状态回溯等可视化方式,实现时空数据的动态交互式表达。该方法在"智慧常州时空信息云平台"项目中进行了实现,证明这种时空数据组织管理方法可较高效地实现数据的检索调度,且具有较强的可操作性;基于此的时空数据可视化方法亦具备较佳的时空对象动态表达效果。     

变化环境下渭河流域水文干旱演变特征剖析

环境变化影响区域水资源的可持续开发利用,导致水文过程出现非平稳特征,需发展非平稳水文干旱评估方法。选取渭河流域为研究区,依据流域内2个水文站、62个雨量站和24个气象站1961-2013年数据,基于可变下渗容量模型定量分离气候变化和人类活动对径流衰减的贡献;采用标准化径流指数（Standardized Runoff Index, SRI）剖析水文干旱时空演变特征;提出多种SRI参数化方案,对比评定各方案表征非平稳干旱的合理性以及环境变化对干旱演变的影响作用。结果表明:自1991年以来渭河流域年径流量呈显著衰减趋势,人类活动是径流演变的主要因素,对咸阳和华县站径流量变化的贡献率分别为-66.7%和-71.0%;时变参数方案计算的干旱指数能合理重建历史水文干旱序列;人类活动是渭河流域1991年以来短历时水文干旱发生的主导因素,气候变化主要影响长历时旱涝的演变趋势。