The total operating characteristic to measure diagnostic ability for multiple thresholds

The relative operating characteristic (ROC) is a popular statistical method to measure the association between observed and diagnosed presence of a characteristic. The diagnosis of presence or absence depends on whether the value of an index variable is above a threshold. ROC considers multiple possible thresholds. Each threshold generates a two-by-two contingency table, which contains four central entries: hits, misses, false alarms, and correct rejections. ROC reveals for each threshold only two ratios, hits/(hits + misses) and false alarms/(false alarms + correct rejections). This article introduces the total operating characteristic (TOC), which shows the total information in the contingency table for each threshold. TOC maintains desirable properties of ROC, while TOC reveals strictly more information than ROC in a manner that makes TOC more useful than ROC. We illustrate the concepts with an application to land change science.     

世界石油探明储量分布特征与空间格局演化

石油探明储量是一个动态变化的过程,文章对1980年以来不同区域尺度,包括全球、各大区以及国家层面的石油探明储量变化、分布特征等进行分析,得出结论:(1)世界石油探明储量自1980年以来大致经历了4个阶段,呈现明显的阶梯状增长的态势,基本每十年出现一次储量跃升,并保持一段时间的平稳。储采比一直稳定在40年以上,呈现缓慢上升的趋势。(2)大区尺度的石油探明储量分布不均衡,且探明储量的变化趋势不同。中东一直是石油探明储量最大的地区,其次为中南美洲地区。中东、北美占世界比重先升后降。非洲和中南美洲稳步提升,亚太地区持续下滑。(3)国家层面的石油探明储量呈现明显的集中分布。储量前4的国家占世界储量的53.75%,储量超过10亿吨的国家在很大程度上主导着世界石油开发的基本格局。从各国演变来看,世界石油储量呈现出多极化的趋势,从中东、北美向中亚、俄罗斯和中南美洲等转移。     

基于地块图斑单元的湖南省土地生态承载力评价

从人口、资源、环境、发展之间的关系入手,充分利用土地调查、地质调查、水文地质、环境地质调查、土壤普查、农业普查等成果和资料信息,以地块图斑为分析单元,以地理信息系统、遥感技术以及数学模型分析为手段,采用层次分析法和综合指数法对湖南省土地生态承载力进行分析和评价.研究表明,湖南省土地生态承载力地域差异明显,整体处于由低层次的不均衡逐渐向高层次的均衡方向发展.     

辽西大黑山生态修复区土地利用格局变化及驱动力

生态修复区土地利用与覆盖变化是区域环境变化研究的重要内容,可为水土保持生态修复措施的调控及效益定量评价提供依据。以辽西大黑山生态修复区2000年、2005年和2010年的Landsat TM遥感影像为基础数据,基于Erdas Imagine遥感软件和ArcGIS技术平台,利用土地利用动态度、土地利用程度综合指数和转移矩阵等指标,对研究区土地利用格局的动态变化进行了定量分析,并探讨了其变化的驱动力因素。结果表明:1.10 a间,耕地保持面积最大,其次是林地和草地;耕地和未利用土地占总面积比例分别减少了28.43%和44.32%,林地、草地、城镇村及工矿交通、水域及水利设施用地占总面积比例分别增加了83.68%、10.75%、21.07%和162.74%。2.2000—2005年,林地的土地利用变化幅度最大,为12.42%,其次为未利用土地和草地;2005—2010年,水域及水利设施用地的土地利用变化幅度最大,为24.82%,其次是草地、未利用土地和耕地。3.研究区土地利用程度和开发强度处于中等偏上水平,2000—2005年土地利用处于发展期,2005—2010年土地利用处于调整期;土地利用类型的转入和转出主要发生在耕地、林地和草地之间。4.水土保持生态修复和退耕还林等生态建设项目的实施,可以较大程度地改变微地貌、减少地表坡度、提高植被盖度,在短时间使土地利用的空间分布发生较大变化,是其土地利用格局变化的主要驱动力因素。     

A new insight into land use classification based on aggregated mobile phone data

Land-use classification is essential for urban planning. Urban land-use types can be differentiated either by their physical characteristics (such as reflectivity and texture) or social functions. Remote sensing techniques have been recognized as a vital method for urban land-use classification because of their ability to capture the physical characteristics of land use. Although significant progress has been achieved in remote sensing methods designed for urban land-use classification, most techniques focus on physical characteristics, whereas knowledge of social functions is not adequately used. Owing to the wide usage of mobile phones, the activities of residents, which can be retrieved from the mobile phone data, can be determined in order to indicate the social function of land use. This could bring about the opportunity to derive land-use information from mobile phone data. To verify the application of this new data source to urban land-use classification, we first construct a vector of aggregated mobile phone data to characterize land-use types. This vector is composed of two aspects: the normalized hourly call volume and the total call volume. A semi-supervised fuzzy c-means clustering approach is then applied to infer the land-use types. The method is validated using mobile phone data collected in Singapore. Land use is determined with a detection rate of 58.03%. An analysis of the land-use classification results shows that the detection rate decreases as the heterogeneity of land use increases, and increases as the density of cell phone towers increases.     

泛长三角城市土地利用效益测度及时空格局演化

以泛长三角地区为研究区域,从经济、社会、生态3维度构建城市土地利用效益指标体系,运用改进熵值法测度1995-2013年城市土地利用效益值;并通过ESDA分析技术、耦合度及多元回归模型等方法对泛长三角城市土地利用效益时空格局演化及机理进行了初步探讨。结果表明:1)1995-2013年泛长三角城市土地利用效益整体上呈提升趋势,且效益"南高北低、东高西低"差异显著;2)相邻城市单元表现出较弱的空间集聚特征,效益热点区主要分布在苏锡沪和宁杭地区,向皖江、绍甬地区演化,而效益冷点区主要集中在皖北地区;城市土地利用效益系统的耦合度不高,处于拮抗阶段向磨合阶段演化,仅个别城市效益系统耦合较好,呈"点"状形态分布;3)泛长三角城市土地利用效益时空格局演化主要受城市化水平、经济发展程度及土地市场化3个主要驱动力综合作用及影响。     

A new MODIS daffy cloud free snow cover mapping algorithm on the Tibetan Plateau

Because of similar reflective characteristics of snow and cloud, the weather status seriously affects snow monitoring using optical remote sensing data. Cloud amount analysis during 2010 to 2011 snow seasons shows that cloud cover is the major limitation for snow cover monitoring using MOD10A1 and MYD10A1. By use of MODIS daily snow cover products and AMSR-E snow wa- ter equivalent products （SWE）, several cloud elimination methods were integrated to produce a new daily cloud flee snow cover product, and information of snow depth from 85 climate stations in Tibetan Plateau area （TP） were used to validate the accuracy of the new composite snow cover product. The results indicate that snow classification accuracy of the new daily snow cover product reaches 91.7% when snow depth is over 3 cm. This suggests that the new daily snow cover mapping algorithm is suitable for monitoring snow cover dynamic changes in TP.     

春夏季青藏高原积雪对中国夏末秋初 降水的影响及其可能机制

本文首先利用最大协方差分析方法,探讨青藏高原积雪与中国降水之间的联系,发现中国夏末秋初（8～10月,简称ASO）降水与前期及同期高原积雪有着显著联系,当春夏季青藏高原西部多雪时,其后ASO中国长江及其以南地区多雨,而东部沿海的狭长区域少雨。进一步引入最大响应估计等方法,研究中国区域降水对高原积雪异常的响应及其可能的物理机制,结果表明,冬春季高原多雪异常可持续到夏季,并通过改变地表热力状况,导致ASO南亚高压减弱,同时在高、低空激发出两支波列:高层200 hPa波列沿中高纬西风急流传播,自高原经蒙古到达日本呈现明显的“负—正—负”位势高度异常传播,日本上空为气旋性异常环流;低层850 hPa波列起于高原,经孟加拉湾至中国南海,沿着西南气流传播,导致台湾附近的反气旋性异常环流,其西侧的偏南气流,将南海丰富的水汽输送至中国南部湖南、广西;而高层中心位于日本的气旋性异常环流西侧的偏北气流利于北方天气尺度扰动向南移动,它们为长江中下游及其以南地区多雨提供了有利条件。进一步计算定常波波数也表明,高层西风急流与低层西南季风气流作为波导,有利于高原上空的扰动沿着高、低空2支通道向东传播。由于东部沿海浙江、福建为正位势高度异常区,低层反气旋性异常环流则抑制了该区域的降水。     

复杂地形区陆面资料对WRF模式模拟性能的影响

本文利用WRF（Weather Research and Forecasting）模式耦合Noah陆面过程模式,对比研究了使用不同精度陆面资料:WRF默认陆面资料、中国1 km分辨率数字高程模型数据集、2006年MODIS（MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer）土地利用和植被覆盖度资料,WRF模式对兰州地区冬季气象场模拟结果的差异。结果表明,近地面气温对陆面资料的精度非常敏感,而风场对陆面资料的精度不敏感,WRF模式对气温的模拟效果好于对风场模拟。采用高精度且时效性好的陆面资料后,WRF模拟的近地面气温准确率提高了15.8%,模拟的夜间气温改进幅度较白天大。陆面资料可影响整个边界层温度场分布,准确的陆面资料对提高WRF模式模拟近地面乃至整个边界层气象场至关重要。尽管风速模拟误差较大,但总体上WRF模式能较准确地模拟出研究区的风场演变特征。使用新的陆面资料后WRF模拟的风速误差略有减小,风向误差略有增加。干旱半干旱区冬季数值模拟需要注意土壤湿度初值和模式初始积分时刻对模拟结果的影响。     

低序级断层成像技术在c13地区的应用

低序级断层在地震剖面上,通常表现为具有微小错动,同相轴扭曲,或者振幅变弱,延伸短、断距小、识别难,描述难等特征。在对采集处理过程中影响低序级断层识别的观测系统面元网格、信噪比、频率、速度误差等因素详细分析的基础上,通过建立全波场正演地质模型,借助方查体属性技术以及井资料,研究了针对性的处理技术。同时利用相干体属性、曲率属性沿层切片、方差体等技术进行有效识别低级序断层,取得了较好的效果。