CORS网区域重力场变化与地面稳定性跟踪监测方法

为了实现地面稳定性降低时间与地点、持续作用时间与空间影响分布的全面跟踪监测,该文基于卫星定位连续运行站(CORS)站网观测数据,结合地表水、大气及海平面变化资料,提出了CORS站网时变重力场及负荷形变场精化的已知负荷移去恢复法,建立了基于时变重力场的确定性地面稳定性变化定量辨识准则。以丽水温州地区为例,利用2015—2017年CORS网及有关水文观测数据进行计算分析,根据40起已发生的历史地质灾害(险情)事件对结果进行验证:丽水温州地区的CORS网具备区域重力场变化与地面稳定性跟踪监测能力,具备地质灾害灾变过程追踪与前兆捕获能力,CORS站网的地质灾害前兆提前捕获率可达92.5%。     

Convection:a neglected pathway for downward transfer of wind energy in the oceanic mixed layer

Upper-ocean turbulent mixing plays a vital role in mediating air-sea fluxes and determining mixed-layer properties, but its energy source, especially that near the base of the mixed layer, remains unclear. Here we report a potentially significant yet rarely discussed pathway to turbulent mixing in the convective mixed layer. During convection, as surface fluid drops rapidly in the form of convective plumes, intense turbulence kinetic energy(TKE) generated via surface processes such as wave breaking is advected downward, enhancing TKE and mixing through the layer. The related power, when integrated over the global ocean except near the surface where the direct effect of breaking waves dominates, is estimated at O(1)TW, comparable to that required by maintaining the Meridional Overturning Circulation(MOC). The mechanism in question therefore deserves greater research attention, especially in view of the potential significance of its proper representation in climate models.     

基于无人机遥感的黄河下游河南段河滩地植物群落多样性研究

周期性的农业活动和水沙变化已经显著改变了黄河下游河滩地的植物群落结构,快速、准确地获取河滩地的植物群落多样性信息,可以为黄河流域生态保护和恢复提供参考依据。以位于河南省新乡市原阳县朱贵村南部的黄河下游河滩地的植物群落为研究对象,采用最大似然、人工神经网络、面向对象和随机森林分类方法,利用无人机多光谱遥感影像数据,对河滩地上的植物进行分类,计算出各种植物的相对盖度、相对频度、重要值和植物群落的Simpson多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数。研究结果表明,利用无人机多光谱遥感影像数据,可以较为准确地获取黄河下游河滩地上无遮盖植物的物种信息,优选的遥感分类方法是人工神经网络分类方法,其分类结果的总体分类精度和Kappa系数分别为61.42%和0.52;其对河滩地上植物物种的分类结果与实地调查结果基本一致。无人机多光谱遥感方法是研究湿地中植物群落多样性的有效方法。     

地理空间传感网融合服务技术与应用

随着遥感数据网、传感网、物联网和人工智能的发展,逐渐形成空天地海立体化、集成化和一体化的地理空间传感网。地理空间传感网感知资源呈现出多源、异构和分散的特征,面向多层次用户个性化、即时化和智能化应用需求,存在异构资源共享管理、多协议实时接入、时空无缝感知、自动化感知和精准预测等技术挑战。静态地理信息服务由于无法提供鲜活的地理信息,难以满足地理事件的综合监测、决策预警和聚焦应用需求,急需发展地理空间传感网融合服务技术和实时动态地理信息服务平台。本文围绕信息物理网环境下空天地海观测平台的观测高效共享和融合服务问题,提出了传感网观测共享信息模型和点面观测协同无缝重建模型,突破了观测在线接入、集成管理、星地融合、时空预测和聚焦服务等地理空间传感网融合服务关键技术,研制了包含“感—联—知—控”等功能的传感网时空信息网络感知服务系统GeoSensor,介绍了GeoSensor在流域、海洋和城市等典型应用。未来将进一步发展“人—水—城”智能感知认知理论,突破“空天地海人”群智感知、空间智能和认知服务技术,开展长江经济带应用。     

亚洲中部干旱区丝绸之路沿线环境演化与东西方文化交流

基于环境记录、考古发现,以及同位素资料,对亚洲中部干旱区丝绸之路沿线的全新世以来的环境变化和东西方文化交流进行了梳理。结果表明,研究区独特的地理环境和环境变化过程,深刻地影响着文化的发展和传播。河西走廊受季风影响,表现出季风—西风过渡带干湿变化的模式,晚全新世气候趋向干旱;从新疆到中亚的丝绸之路沿线的环境变化比较一致：在早全新世（BC 6000以前）主要为干旱环境,植被以荒漠类型占优势;中晚全新世,湿润程度增加,草原植被扩展。新疆和中亚全新世中晚期较为湿润的环境为东西文化交流提供了较适宜的环境基础。得益于环境条件的改善,东西方文化交流融合的进程在BC 2000以后明显加速。在BC 2500-2000期间,东西方农业文化在丝绸之路沿线接触融合,是史前丝绸之路的首次贯通;在BC 2000-1000期间,丝绸之路沿线绿洲地带形成了以小麦—/大麦—粟黍—畜牧为特征的混合型经济特征,并扩散到欧亚草原带,和周围的畜牧业形成鲜明的对照,并持续到历史时期。这种空间分异,是地理环境和东西方文化交流共同作用的结果。在史前时期,东西方农业的相向传播和融合,基本沿着山前地带的绿洲蛙跳式前进。到了历史时期,政治版图的变化是影响丝绸之路的首要因素,但环境变化仍然是不可忽略的因素。     

中国沿海港口煤炭运输的空间分异格局及演化（英文）

Coal is a basic resource and its use guarantees the development of national economies and human society. Thus, coal transportation is an important part of China's overall transportation system. In this system, ports are the vital transit nodes. This study considered coastal ports in China and analysed the evolution of coal transportation from 1973 to 2013. We focused on the spatial pattern of coal loading and unloading, and summarized the main characteristics and development of the processes. Then, we examined the volumes of coal transported and regional changes in these amounts using mathematical models and indicators. Finally, we analysed the specialized function and spatial differentiation of the ports involved in coal transportation to reveal their spatial relationship and temporal evolution. We found that the spatial pattern of coal transportation changed from "south input and north output" to "all input and north output". However, the prominent ports used for coal unloading are still concentrated in areas south of the Yangtze River. Coal loading is concentrated on the west bank of Bohai Bay. In addition, some ports around Bohai Bay, such as Dandong, Dalian, Yantai, and Qingdao, changed from traditional coal loading ports to unloading ports. This study further developed the theory of transport geography, and improved our understanding of China's coal transportation system.     

中原城市群城市引力范围界定及演变格局

通过构建反映城市综合实力的指标体系,运用熵值法对中原城市群30个城市2005,2010,2015年的综合实力分别进行测算与评定,运用基于扩展断裂点模型的加权Voronoi图方法对中原城市群各城市引力范围进行划分并展示了城市间引力界线的变化趋势,揭示了中原城市群30个城市3个年份的城市引力范围时空演变特征和变化规律。结果表明:3个年份,综合实力较高的地区基本分布在中原城市群中部和北部,东南部城市综合实力较弱,排名靠后,呈现出中北高、东南低两极化的发展规律;目前中原城市群城市引力范围格局中,郑州市的引力范围最大,其次是洛阳市、邯郸市,已经形成了以郑州为城市群核心的空间格局;3个年份,中原城市群的城市影响范围演变格局总体较为稳定,局部地区空间吸引范围变化较为明显,中、北部城市发展态势良好,影响范围有向北扩大的趋势;城市引力范围与其综合实力不完全呈正相关关系。     

面向地震应急准备的居民地遥感提取及量化分析

运用灰度共生矩阵、数学形态学等方法提取新疆新源地区高分一号2 m分辨率影像居民地信息,运用目视解译、影像叠加分析、缓冲区分析等方法,进行居民地量化分级,为地震应急准备提供数据支持。结果表明：研究区在地震烈度为Ⅷ度及以下区域,埋压主要集中在单层结构为主的建筑区;当地震烈度高于Ⅷ度且造成多层建筑大面积倒塌时,县城等人口密集区为首要救援区;在地震应急准备时,应对交通条件三等区和交通条件四等区重点关注,增加应急物资储备点,对山区居民地,应考虑道路毁坏情况,转换救援方式,做好应急预案。     

约束条件对滑坡涌浪特征影响的室内试验研究

水库滑坡约束条件影响其运动过程的几何形态, 是滑坡涌浪预测的重要参数之一。为了探究约束条件对滑坡涌浪特征(波高、波幅与周期)的影响, 采用正交试验设计法开展了54组滑坡涌浪室内模型试验, 并基于统计学理论对约束散体和半约束散体的涌浪特征进行了分析。结果表明: 涌浪波周期基本不受滑体约束条件的影响; 而半约束散体模型的波高和波幅小于约束散体的波高和波幅, 半约束散体的初始涌浪波高约为约束散体的0.95倍, 半约束散体模型的最大波峰波幅约为约束散体模型的0.9倍。因此, 在开展滑坡涌浪快速预测时, 虽然滑体入水形态与破坏前形态差异巨大, 但基于滑坡初始几何形态参数对其初始涌浪波高和最大涌浪波幅的预测结果是偏安全的。研究结论可以为更准确地预测水库滑坡涌浪提供理论依据。      

基于高斯过程回归和高压压汞测定致密砂岩渗透率:以鄂尔多斯盆地长7段致密砂岩为例

致密砂岩由于滑脱效应的存在, 其气测渗透率存在一定误差, 测定绝对渗透率对明确致密砂岩渗流特征有重要意义。高斯过程回归方法是目前最先进的机器学习算法, 在处理石油领域非线性和多维数复杂问题具有优势。以鄂尔多斯盆地姬塬地区长7段致密砂岩为研究对象, 将平方指数(SE)和马特恩(Matern)函数作为高斯过程回归模型中两个协方差函数, 通过高压压汞测试的孔隙度、未饱和汞体积比、门槛压力和分形维数来预测致密砂岩的绝对渗透率, 并结合误差分析来研究不同协方差模型预测渗透率的效果。结果表明, 马特恩协方差(Matern)模型的相对误差均值(MMRE)、均方根误差(RMSE)、标准偏差(STD)分别为32%, 0.16和0.57, 准确度较高, 尤其当渗透率小于0.1×10-3 μm2时, 马特恩协方差(Matern)模型精度明显好于平方指数协方差(SE)模型和Winland经验公式。致密砂岩用马特恩模型预测渗透率精度更高。此外, 敏感性分析表明孔隙度对渗透率正影响最大, 门槛压力对渗透率负影响最大; 杠杆值和标准化残差证明高斯过程回归模型预测渗透率的有效性。综上, 马特恩协方差(Matern)模型对渗透率小于0.1×10-3 μm2致密砂岩适用性好, 对微纳米级孔喉发育的致密砂岩勘探评价有重要意义。