基于DEM的天山山区气温和降水序列推算方法研究

为了计算天山山区区域气候要素平均值序列,提出了一个新的气候序列计算方案.对天山山区17个气象站和10个水文站的1961-2000年的年气温、降水资料进行了自然正交分解(EOF),并以DEM(Digital Elevation Model)的1 km×1 km网格数据为基础,结合多元回归等方法,分别建立了前3个特征向量与经度、纬度及海拔高度因子的插值模型,由此推算出天山山区(海拔≥1500 m)年平均气温、降水序列.误差分析表明,27站实测的年平均气温序列与计算的区域平均序列值的相关系数为0.996,系统性偏差小,平均相对误差为5.5%;年降水量序列的实测值与计算值平均相对误差略大,为14.8%,相关系数为0.972.区域平均序列的计算值与测站简单的算术平均序列在量值上存在明显的差异,计算出的气温平均偏低4.3℃,降水量平均偏高43.2 mm.此方法为计算站点稀少、地形复杂的区域平均的要素时间序列方面提供了一个解决手段.     

新疆夜雨和昼雨的空间分布和长期变化

用新疆98个气象站1960—2001年的昼夜降水量资料,分析了冷季（10月到翌年3月）和暖季（4—9月）昼夜降水频率和强度的差异和空间分布。结果表明：新疆暖季分别有两个频率≥55％的夜雨区和昼雨区。夜雨区分别位于西天山北坡和西昆仑山北坡;昼雨区位于阿尔泰山南坡和天山南坡等地。而到了冷季,暖季夜雨和昼雨的条状带相间的格局消失。除了海拔较高的西天山山区和海拔较低的塔里木盆地西部、吐善托盆地分别有小范围的夜雨区和昼雨区外,新疆其他地区的夜雨和昼雨的比例均在45％~55％之间,基本趋于平衡,夜雨和昼雨之差较暖季已明显减弱。对于暖季的大降水事件（一个夜间或白天降水>15 mm）,伊犁河谷、中东天山及天山北坡,昆仑山北坡60％以上发生在夜间,阿尔泰山和塔尔巴哈台南坡、天山东南部盆地地区60％以上发生在白天。另外,还对暖季夜雨区夏季降水的长期变化进行了分析,结果显示,这两个以夜间降水为主的区域,其夜间降水的增加率略大于白天,并不是很明显大于白天降水的增加率。     

基于AHP和GIS方法的滇池湖滨水鸟栖息地适宜性评价

滇池湖滨水鸟栖息地的适宜性评价对于指导水鸟保护管理和湿地恢复具有重要意义。基于层次分析法（AHP）和GIS技术,选择水文条件、食物丰富度、隐蔽度、距水源地距离及人为干扰5个评价因子构建滇池湖滨水鸟栖息地适宜性分析模型,分析得到鸥、鸻鹬、雁鸭和鹤鹮等4个水鸟类群的栖息地适宜性评价定量研究结果。结果表明：食物丰富度和人为干扰是影响滇池湖滨水鸟选择栖息地的最主要因素;4个类群水鸟的最适宜栖息地空间分布差异显著,鸥类和鹤鹮类水鸟的适宜区较雁鸭和鸻鹬类要大;草海西岸及外海南岸、东岸的带状或斑块状区是水鸟的最适宜栖息地。本研究方法可为其他湿地的水鸟栖息地适宜性定量分析和空间分布研究提供思路参考,研究结果可以为滇池湖滨水鸟生物多样性保护和湿地恢复提供基础资料和科学依据。     

增强型DeepLab算法和自适应损失函数的高分辨率遥感影像分类

高分辨率遥感影像地物复杂,分类难度大,而深度学习方法可以提取地物更多更深层次的特征信息,适用于高分辨率遥感影像的地物分类。本文研究对高分辨率影像中不透水地面、建筑、低矮植被、树、车辆等地物的高精度分类。结合遥感多地物分类的特点,以DeepLab v3+网络模型为基础,提出E-DeepLab网络模型。主要改进为：（1）改进编码器和解码器的结合方式,使用简洁有效的加成连接方式。（2）缩小单次上采样倍数,增加上采样层,提高编码器与解码器连接的紧密性。（3）使用改进的自适应权重损失函数,自动调节地物损失权重。同时根据数据特点,提出结合DSM、NDVI数据等多通道训练方式。使用两个地区数据进行实验,结果表明,两地区精度均明显优于原始DeepLab v3+模型和其他相关模型,Potsdam地区总体提取精度达到93.2%,建筑物提取精度达到97.8%,Vaihingen地区总体提取精度达到90.7%,建筑物提取精度达到96.3%。目视对比分类图和标准标记图,两者具有高度的一致性。本文所提出的E-DeepLab网络在高分辨率遥感影像地物高精度提取和分类中有较好的应用价值。     

菏泽地区含煤地层基准面旋回与成煤作用研究

采用了地层学、沉积学、煤地质学等多学科相结合的方法,对菏泽地区晚古生代石炭—二叠系的高分辨率层序地层进行了基准面旋回划分,通过分析该地区基准面旋回变化特征,探讨了其与成煤作用的耦合机制。研究发现:菏泽地区石炭—二叠系沉积可以划分为2个超长期、5个长期、12个中期和30多个短期基准面旋回。通过对比整个菏泽含煤区高分辨率层序地层,总结出基准面旋回与成煤作用关系,发现LSC1中的17煤层、18煤层主要形成于障壁海岸环境之中,主要发育于基准面由快速上升转变为缓慢下降,为典型的水退成煤。LSC2中的16煤层是形成于潮坪环境之中,发育于基准面快速上升时期,为海侵事件成煤。LSC3旋回中的3煤层形成于陆表海浅水三角洲环境之中,发育于基准面由海平面快速上升到减缓上升然后转为缓慢下降,为典型的三角洲海退成煤。     

地理与历史双重视角下的历史GIS数据模型

近年来,越来越多的历史、历史地理学者开始关注和使用GIS技术,在历史GIS数据库和信息系统研究和建设方面进行了大量的探索。但是,这些研究多是技术主导应用,对历史、历史地理信息的组织多是面向特定专题或应用,且通用性差,亟需遵循历史、历史地理学科的知识体系,发展历史GIS基础软件层面的通用数据模型。本文从地理与历史双重视角出发,以时间、地点、人物、事件（始末）历史4个要素为基础,融合地理学强调“人地关系”的思想,将历史信息抽象为历史人物、历史事件、历史地物和历史场景,以及关系和经历/过程等要素,提出并设计了一种基础的、通用的历史GIS数据模型,探讨了该数据模型的时空对象组成、时空对象的属性以及时空对象之间的关系,设计了时空对象的存储方案,并在应用系统中以典型历史人物、事件、地物和场景等要素的存储和可视化等为例,验证了模型的有效性。     

西风急流对一次华南早春极端暴雨影响的分析

利用MICAPS站点降水数据和NCEP再分析资料对2014年3月30-31日发生在广东的一次极端降水过程进行了分析。结果表明,副热带北大西洋东部上空200hPa扰动在南支西风急流中的传播对本次极端降水的触发具有重要影响。降水发生前,副热带北大西洋东部高空不稳定槽发展,扰动信号进入南支西风急流并沿其向下游传播。阿拉伯海上空暖平流使印度上空的脊得到加强,脊前冷平流导致脊前位于华南上空的槽加深,从而导致降水区上空急流最大风速中心断裂,形成有利于极端降水发生的高层大气环流形势——急流入口区的右侧,涡度平流随高度增加和强的辐散中心引发强烈的上升运动,配合低层气旋式切变与充分的水汽供应,导致了此次极端降水的发生。     

一种基于归一化扰动模型的积雪和植被覆盖度反演方法

积雪和植被的覆盖范围对于研究气候变化和水资源平衡、生态环境状况具有重要的意义,但它们的光谱曲线具有较强的时空变异性,难以获取精确的覆盖度产品。针对线性混合像元分解算法在积雪和植被覆盖度反演中噪声和光谱变异带来的误差,本文提出了一种基于归一化扰动模型的积雪和植被覆盖度反演方法,并选用了3个不同的区域（单独的积雪覆盖区、单独的植被覆盖区、积雪和植被混合的覆盖区）来验证所提出框架的可行性。研究结果表明：① 该方法单独反演积雪覆盖度的均方根误差为0.172,单独植被覆盖度反演均方根误差为0.223,积雪和植被覆盖度混合反演的均方根误差分别为0.185和0.249,3种方案均有较高的精度;② 对影像与端元组进行归一化后,降低了光谱异质性,在此方法下的扰动混合模型可以有效地减弱MODIS影像光谱变化和噪声带来的误差;③ 针对MODIS影像,该框架获取的积雪覆盖度相对于植被覆盖度具有更高的精度。今后将进一步发展类似的积雪覆盖度与雪粒径协同反演算法。     

安徽西部大别山区土壤养分丰缺状况研究

通过开展安徽西部大别山区1∶25万土地质量地球化学调查,对研究区土壤氮、磷、钾等大量营养元素及氧化镁等微量营养元素进行丰缺状况评价。研究表明,大别山区土壤中磷和全钾较为丰富,全氮及有机质缺乏,微量营养元素中以锌、氧化铁等较丰富。在评价基础上提出合理施肥建议,为区内土壤肥力保持及农业种植区划提供了科学依据。     

一次沙尘暴过境前后呼市气象要素和PM10变化特征

利用呼和浩特市自动站观测的气象要素资料和探空资料以及呼和浩特市环境监测站监测的PM10数据,分析了沙尘暴过境前后地面气象要素、高空风和理查逊数以及PM10变化特征。结果表明:沙尘暴发生前受地面低气压控制,空气极度干暖,风向为稳定的西南风,3～5.5km高度上有较强的动量下传,大气不稳定性在500～400hPa之间。沙尘暴过境时气温迅速下降,风速急剧增大,风向突变为西北风,空气呈干冷状态,1.5～3km高度上有较强的动量下传,大气的不稳定性主要发生在850 hPa以下。沙尘暴发生时较发生前PM10浓度值增加21倍。