空间数据挖掘方法综述

空间数据挖掘和知识发现是空间数据库技术、空间数据荻取技术、计算机技术、网络通信技术和管理决策支持技术等发展到一定阶段的产物，是多学科相互交融和相互促进的新兴边缘学科，汇集了人工智能、模式识别、数据库、空间信息学、统计学等各学科技术的成果。如何在浩瀚的空间数据和人们的知识渴求之间建立一个桥梁的确是一个巨大的挑战，而以聚类、分类等人工智能技术为基础的空间数据挖掘为迎接这个挑战提供了新的支撑技术。总结了空间数据挖掘方法的国内外研究现状，为深入研究空间数据挖掘方法提供参考价值。     

辽河流域气候变化及对径流影响预估与评估分析

辽河流域属于气候变暖较为显著区域,增温幅度比全球和全国的增温幅度都要高。同时辽河流域也是水资源较为匮乏且需求量大的地区,因此气候变化对水资源影响问题也更值得关注。基于长期历史观测气象水文数据和未来不同情景下气候变化预估资料,建立评估气候变化与径流量的关系,预估未来气候变化对径流量的可能影响,为辽河流域应对气候变化决策提供科学依据。结果表明:1961—2020年,辽河流域气温为持续上升趋势,降水没有明显的增减趋势,但存在阶段性变化;辽河流域降水量与径流量有较好的相关关系,具有较为一致的长期变化趋势与特征,年降水量与径流量相关数达到0.6以上。日降水量与径流量相关分析表明,降水发生后次日且为大雨降水等级(即日降水量≥25 mm)时,两者相关系数可高达0.85;敏感性试验和模式模拟试验表明,径流量对气候变化有明显的响应,降水增加(减少)、气温降低(升高),则径流量增加(减少);在未来RCP8.5排放情景下气温升高趋势最为明显,未来径流量也为显著增加趋势;RCP2.6排放情景下气温增加的幅度最小,未来径流量也表现为无明显增减趋势;RCP4.5情景下,气温增加的幅度居中,未来径流量则为减少趋势。     

基于慢特征分析方法研究陆地表面气温变率的驱动力

慢特征分析（SFA）方法可以从非平稳时间序列中提取出慢变的外强迫信息。近年来,SFA方法被应用于气候变化研究领域,用于探究气候变化的潜在驱动力及相关的动力学机制。本文基于SFA方法,提取全球陆地表面气温（LSAT）的慢变外强迫信息,研究全球LSAT慢变驱动力的空间结构特征及低频变率的主要驱动因子。SFA方法提取的LSAT慢变驱动力与历史时期全球辐射强迫（GRF）和全球海表温度（SST）的主模态（大西洋多年代际振荡AMO、热带太平洋ENSO变率和太平洋年代际振荡PDO）有显著的相关关系,表明全球大部分地区LSAT的变率受到GRF和三个SST模态的显著影响。GRF对LSAT变率的影响有全球一致性的特征,而三个SST模态对LSAT变率的影响则呈现出明显的区域特点。此外,由于SFA方法可以有效降低原始LSAT序列中随机噪声的干扰,GRF和SST模态对LSAT变率的解释方差显著提高,进一步表明GRF和SST模态是全球LSAT低频变率主要的驱动因子。最后,利用历史海温驱动AGCM试验（即AMIP试验）的结果,验证了三个SST模态对区域LSAT变率的显著影响。     

1961—2018年西南地区夏季干旱变化特征及其与环流异常的联系

利用1961—2018年中国西南地区312站降水观测资料、NCEP/NCAR再分析资料及海表温度资料,采用夏季SPI(Standardized Precipitation Index)指数作为干旱指数,研究了西南地区夏季干旱变化特征及其与环流异常的联系。结果表明:西南地区夏季总体呈现变干趋势,尤其在云南、四川东南部干旱化趋势显著。当西南地区夏季显著干旱时,该地区对流层低层辐散、上层辐合,且向该地区的水汽输送偏少。造成西南地区干旱维持的原因可归结为大气波动活动异常和海温异常强迫。前者通过西风带扰动向下游的能量频散,为西南地区低层辐散、上层辐合的环流异常的形成和维持提供了必要的扰动能量积聚;后者通过热带西北太平洋异常热源对大气的强迫,使得该地区对流层低层(上层)形成异常辐合(辐散),在西南地区和热带西北太平洋形成了斜向垂直环流,使西南地区受下沉气流控制,从而形成了利于降水显著偏少和干旱发生并维持的条件。     

基于无人机测绘技术的矿山土地损毁现状分析

相较于传统的测绘方式,无人机测绘技术具有成本低、灵活简便、采集信息丰富、效率高等优点。以荥阳市某黄铁矿矿山为例,利用无人机测绘技术取得矿区影像,将所得影像进行校正处理并提取所需数据,与矿区土地利用现状图叠加分析,进而开展矿山土地损毁面积计算和损毁程度分析,获得矿区土地损毁现状信息,为矿山土地复垦和生态修复提供可靠依据。     

基于物理模型试验的多层滑带滑坡变形演化特征

滑坡变形演化特征一直是滑坡灾害预测与防治领域急需解决的关键问题, 但对于多层滑带滑坡的变形演化特征却少有研究。以物理模型试验为手段建立了三层滑带滑坡物理试验模型, 完成了多层滑带滑坡变形演化全过程的模拟。基于PIV技术获取坡表位移数据, 通过柔性测斜仪监测滑坡深部位移, 同时布设土压力盒获取滑坡内部土压力的变化情况, 实现了多层滑带滑坡演化过程多参量数据分析。试验结果表明, 多层滑带滑坡破坏过程可分为初始、等速、加速和破坏4个阶段。不同破坏阶段滑坡的主要变形区域不同, 下层滑体受到上层滑体牵引作用, 在重力和推力作用下滑坡变形逐渐向浅层发展。变形过程中滑坡应力逐渐向滑带集中, 滑坡推力沿埋深方向呈多级梯形分布。加速变形阶段滑带处应力迅速增大, 滑坡体内产生多层应力集中带, 滑带位置推力变化与滑坡位移显著相关。      

东昆仑阿克楚克塞地区辉长岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及其构造意义

东昆仑地区基性-超基性岩石的研究较薄弱,缺乏对东昆仑幔源岩浆活动及岩浆演化的整体认识。对阿克楚克塞辉长岩进行了地球化学、锆石U-Pb年代学及Hf同位素研究,结果显示,该岩石形成于晚三叠世早期(219.3±1.1Ma,MSWD=0.80);岩石SiO2含量为49.03%~57.26%,Mg#值为49~57,属于钙碱性系列岩石;稀土元素配分曲线为轻稀土元素富集的右倾型,富集大离子亲石元素Rb、Ba、K,相对亏损高场强元素Nb、Ta、Ti;εHf(t)=-1.81~3.25,锆石Hf模式年龄大于锆石结晶年龄。地球化学特征显示,阿克楚克塞辉长岩岩浆源区应为受俯冲板片流体交代的岩石圈地幔。结合区域构造背景分析,阿克楚克塞辉长岩形成于印支期造山后伸展的构造环境,继承了早期板片俯冲改造的地幔源区特征。     

湖南省岳家桥典型岩溶发育区电性特征及构造格架研究

为探讨湖南省益阳市岳家桥地质灾害现状,以区内典型岩溶发育区为研究对象,通过长剖面高密度电法、视电阻率联合剖面法等地球物理方法,研究了地层电性响应特点,利用钻孔数据和综合电法勘探数据建立了三维地层结构模型,揭示了典型区域近地表电性结构形态,构建了区内三维地层构造格架,圈定了岩溶发育范围,并评价了地质灾害程度。研究表明: 因地制宜地利用综合电法勘探,有助于在我国南方含水较多的岩溶发育区快速、有效地进行灾害范围的圈定和评价。     

亚铁驱动针铁矿晶相重组耦合砷氧化机制

砷是土壤中重要的(类)重金属污染物,其毒性主要取决于在环境中的形态及氧化还原状态。游离态Fe(Ⅱ)(Fe(Ⅱ)_(aq))驱动铁(氢)氧化物晶相重组过程是土壤铁循环的重要组成,对土壤中重金属的吸附、固定、钝化等环境行为有重要影响。本研究采用~(57)Fe稳定同位素示踪方法研究厌氧条件下Fe(Ⅱ)_(aq)驱动针铁矿晶相重组过程中砷的氧化还原及形态变化过程。结果显示,在只有针铁矿存在的对照处理中,针铁矿本身对As(Ⅲ)没有氧化作用,但83%的As(Ⅲ)被吸附到针铁矿表面。在Fe(Ⅱ)_(aq)和针铁矿共存体系中,Fe(Ⅱ)_(aq)可与针铁矿中结构态Fe(Ⅲ)发生铁原子交换,As(Ⅲ)的存在降低了铁原子交换速率。同时,在Fe(Ⅱ)_(aq)驱动针铁矿晶相转化过程中,77%的As(Ⅲ)被氧化成As(Ⅴ),As活性降低。另外,部分吸附在针铁矿表面的As(Ⅲ)和氧化转化后的As(Ⅴ)通过针铁矿的晶格单元包裹或取代Fe结构位的形式被针铁矿结构化固定,从而进一步降低了As的活性。     

与A型花岗岩有关锡矿的云英岩化蚀变矿化地球化学:以新疆卡姆斯特和干梁子矿床为例

新疆准噶尔盆地东部卡拉麦里地区发育我国典型的A型花岗岩型锡矿.通过对该区卡姆斯特和干梁子两个锡矿4个矿化蚀变带的岩相学及地球化学研究,发现矿体和致矿岩体是同源岩浆演化的结果,矿体是岩浆分异演化末期向流体演化过程中形成的.矿床的蚀变分带模式可分为两种:（1）（红色）细粒黑云母花岗岩→云英岩化细粒花岗岩→含锡石英脉;（2）细粒黑云母花岗岩→含锡云英岩→含锡石英脉.其蚀变带中岩石的地球化学组分总体迁移规律为:SiO₂迁入,Na₂O、K₂O迁出,Fe₂O₃总体表现为迁入,Th/U值不断降低,表明硅化和碱交代作用贯穿整个成矿过程,成矿环境由碱性向酸性变化,并伴随氧逸度的升高.F、Cl、W、Cu、Bi、In、Pb、Rb、Nb、Ta等元素与成矿元素Sn的迁移、富集和沉淀密切相关,其中F和Cl是迁移过程中最活跃的组分,是Sn元素最大的"搬运工",Sn元素的富集与W、Cu、Bi、In等元素迁移呈正相关,反映流体作用与Sn成矿密切相伴,而与Pb、Rb、Nb、Ta等元素的迁移呈负相关,反映致矿岩体自身元素的稀释和带出,Sn的富集和成矿是在岩浆向流体演化过程中完成的.