The information system of the French Peatland Observation Service: Service National d'Observation Tourbières – A valuable tool to assess the impact of global changes on the hydrology and biogeochemistry of temperate peatlands through long term monitoring

Mitigating and adapting to global changes requires a better understanding of the response of the Biosphere to these environmental variations. Human disturbances and their effects act in the long term (decades to centuries) and consequently, a similar time frame is needed to fully understand the hydrological and biogeochemical functioning of a natural system. To this end, the ‘Centre National de la Recherche Scientifique’ (CNRS) promotes and certifies long-term monitoring tools called national observation services or ‘Service National d'Observation’ (SNO) in a large range of hydrological and biogeochemical systems (e.g., cryosphere, catchments, aquifers). The SNO investigating peatlands, the SNO ‘Tourbières’, was certified in 2011 ( https://www.sno-tourbieres.cnrs.fr/ ). Peatlands are mostly found in the high latitudes of the northern hemisphere and French peatlands are located in the southern part of this area. Thus, they are located in environmental conditions that will occur in northern peatlands in coming decades or centuries and can be considered as sentinels. The SNO Tourbières is composed of four peatlands: La Guette (lowland central France), Landemarais (lowland oceanic western France), Frasne (upland continental eastern France) and Bernadouze (upland southern France). Thirty target variables are monitored to study the hydrological and biogeochemical functioning of the sites. They are grouped into four datasets: hydrology, fluvial export of organic matter, greenhouse gas fluxes and meteorology/soil physics. The data from all sites follow a common processing chain from the sensors to the public repository. The raw data are stored on an FTP server. After operator or automatic processing, data are stored in a database, from which a web application extracts the data to make them available ( https://data-snot.cnrs.fr/data-access/ ). Each year at least, an archive of each dataset is stored in Zenodo, with a digital object identifier (DOI) attribution ( https://zenodo.org/communities/sno_tourbieres_data/ ).     

融合POI数据的建成区人口数据空间化方法——以武汉市为例

人口数据空间化对城市精细化管理具有重要意义,现有的人口数据空间化方法主要采用夜间灯光数据和土地利用数据,鲜有涉及关注点(POI)数据研究.通过多元线性回归构建土地利用分类数据、POI数据与人口统计数据之间的关系得到人口模型进而实现建成区人口数据空间化.并以武汉市建成区为例,进行方法验证.结果表明,不同尺度格网下反映出的武汉市人口分布空间特征不同,并且都与武汉市实际人口分布情况一致,验证了该方法的有效性.     

基于约束最小二乘的三维点云墙体重建

近年来,基于点云的室内三维重建在各个领域得到了越来越多的关注.然而通过点云重建室内模型仍有许多问题需要解决:①重建模型的几何特征约束性较差;②模型几何特征拓扑重构复杂;③模型多为表面模型未构建实体模型.针对以上问题,提出了一种基于约束最小二乘的线特征方法实现室内墙体的重建.首先采用局部最小二乘拟合和全局区域生长的思想从点云提取线特征.然后基于约束最小二乘的思想构造全局约束矩阵约束线特征,通过固定区域线段相交方法重构拓扑关系.最后,构造线段缓冲区确定内外墙线重建墙体模型.通过几组数据进行实验,结果表明该方法重建的墙体模型具有几何结构完整和特征约束性强的特点.     

基于双谱滤波的综合脉冲星时算法研究

毫秒脉冲星的自转频率非常稳定,提供了一种独立的基于遥远自然天体并能持续数百万乃至数十亿年的时间基准,具有稳定性强、运行时间长、服务范围广等特点.为了减弱毫秒脉冲星计时观测中各种高斯噪声对脉冲星时的影响,研究了一种基于双谱滤波的综合脉冲星时构建算法,处理分析了国际脉冲星计时阵(International Pul-sar Timing Array,IPTA)最新发布的4颗毫秒脉冲星(PSR J0437-4715、J0613-0200、J1713+0747和J1909-3744)的观测数据,分析了不同时间尺度综合脉冲星时的稳定性,并与构成国际原子时(International Atomic Time,TAI)的4家授时单位原子钟稳定性进行了比较.结果表明:双谱滤波算法能够较好地抑制观测噪声,提高综合脉冲星时的稳定性.相比于经典加权算法,综合脉冲星时1 yr、10 yr稳定度从7.77×10^-14、8.56×10^-16分别提高到1.50×10^-14、3.50×10^-16,单脉冲星时稳定性的提升也类似.同时发现,综合脉冲星时稳定性在5 yr及以上时间尺度上优于原子钟稳定性,可用于改善当前原子时的长期稳定性.     

一种横观各向同性岩体蠕变模型

层状岩体由于层理面或者结构面的存在，在力学上具有横观各向同性的特点，现有的各向同性蠕变模型难以全面反映横观各向同性岩体的蠕变力学特性。为构建能够反映横观各向同性岩体的三维蠕变模型，以能反映瞬时应变、减速蠕变和稳态蠕变特征的黏弹性Burgers模型为基础，基于常泊松比假定，在三维各向同性蠕变本构方程的基础上，按照算子替换的方法，将横观各向同性柔度矩阵代替各向同性柔度矩阵，并考虑了平行和垂直层理方向岩体蠕变力学行为的差异性，推导了横观各向同性岩体的三维蠕变本构方程。根据本构方程的特点，提出了根据平行和垂直方向岩体蠕变试验结果进行三维蠕变本构模型中蠕变参数的辨识方法。将提出的模型应用于三轴蠕变试验参数辨识，从而获得了一套完整的三维蠕变参数，并与试验结果进行对比分析，从而验证了所提模型与方法的合理性和有效性。进一步，指出了传统蠕变试验设计方案的局限性，给出了横观各向同性材料蠕变试验设计建议。研究成果为研究岩体三维蠕变机制提供了新思路，可对岩体蠕变试验设计提供相应的科研支撑。     

基于小波变换与神经网络的石羊河流域夏季地温预测模型研究

地温变化在气候反馈效应中起着重要作用， 理解地温及其与影响因素之间的时空关系对预测全球温度变化至关重要。利用1998 - 2017年石羊河流域的逐日常规气象观测资料， 采用小波分析结合BP（Back Propagation）神经网络构建了石羊河流域夏季地温预报模型， 结果表明： 日平均地温预测效果在不同站点均为最佳， 其中预测值和观测值的相关系数均大于0.87， 3 ℃以内的预测概率均大于84%。其中， 民勤地区地温预测效果最好， 预测值和观测值的相关系数达到0.91， 3 ℃以内的预测概率达到86%。日最高地温的预测值与观测值的相关系数高于0.8， 但误差平方和、 标准差较大。永昌地区日最高地温的模拟效果最好， 3 ℃以内的预测概率达到83%。日最低地温的预测与观测值的平均相关系数高于0.66， 3 ℃以内的预报概率高于83%， 但预测值略低。其中， 武威地区日最低地温的预测效果最好， 预测值与观测值的相关系数为0.72， 3 ℃以内的预测概率达到94%。研究成果可为有效弥补干旱、 半干旱区地温观测资料缺失和探讨其与局地气候的关系提供一些参考。     

辽东岫岩地区下古生界碎屑锆石定年:罗迪尼亚和冈瓦纳超大陆在华北遗留的痕迹？

超大陆演化是地质研究的重要内容,华北克拉通与不同地质历史时期超大陆汇聚与裂解的联系对反演华北克拉通构造演化历史具有重要意义。本文在辽吉古元古代造山带中段的原划分为辽河群地层中首次识别出一套早古生代沉积建造。这套沉积建造与华北克拉通以浅海相的碳酸盐岩为主的早古生代沉积并不一致,以发育大量的陆源碎屑沉积为特征。我们对2件细砂岩分别进行了锆石LA-ICP-MS和SHRIMP U-Pb定年。定年结果显示,2件样品的最小年龄分别为～482Ma和～498Ma,反映了它们的最大沉积时代。2件样品的碎屑锆石年龄主要介于1600～500Ma,缺乏亲华北的物源信息,表明它们的物源主要来自于华北之外。2件样品年龄谱中最重要的峰值出现在格林威尔期和泛非期,表明华北克拉通曾与罗迪尼亚超大陆和冈瓦纳大陆存在联系。格林威尔期碎屑锆石可能来自于罗迪尼亚超大陆时期波罗地古陆物质在华北克拉通东缘的再循环;泛非期碎屑锆石可能来自于东冈瓦纳大陆的北缘造山带。     

Finite-difference model of land subsidence caused by cluster loads in Zhengzhou,China

Groundwater exploitation has been regarded as the main reason for land subsidence in China and thus receives considerable attention from the government and the academic community.Recently,building loads have been identified as another important factor of land subsidence,but researches in this sector have lagged.The effect of a single building load on land subsidence was neglected in many cases owing to the narrow scope and the limited depth of the additional stress in stratum.However,due to the superposition of stresses between buildings,the additional stress of cluster loads is greater than that of a single building load under the same condition,so that the land subsidence caused by cluster loads cannot be neglected.Taking Shamen village in the north of Zhengzhou,China,as an example,a finite-difference model based on the Biot consolidation theory to calculate the land subsidence caused by cluster loads was established in this paper.Cluster loads present the characteristics of large-area loads,and the land subsidence caused by cluster loads can have multiple primary consolidation processes due to the stress superposition of different buildings was shown by the simulation results.Pore water migration distances are longer when the cluster loads with high plot ratio are imposed,so that consolidation takes longer time.The higher the plot ratio is,the deeper the effective deformation is,and thus the greater the land subsidence is.A higher plot ratio also increases the contribution that the deeper stratigraphic layers make to land subsidence.Contrary to the calculated results of land subsidence caused by cluster loads and groundwater recession,the percentage of settlement caused by cluster loads in the total settlement was 49.43%and 55.06%at two simulated monitoring points,respectively.These data suggest that the cluster loads can be one of the main causes of land subsidence.     

地缘政治视角下中亚“颜色革命”易发程度分析

基于地缘政治视角，分析本世纪初发生在原苏联地区“颜色革命”的诱发因素，认为美国根据其地缘战略格局对“颜色革命”发生地存在一定程度的主观选择性，国家内部经济、政治、社会等层面的矛盾也同样作为发生背景。在中亚地缘格局动态分析的基础上，结合中亚五国形势，从时间和空间双重维度对中亚地区未来发生“颜色革命”的可能性进行识别与评判，得出1) 整体来看，中亚近期内爆发“颜色革命”可能性较小，但从长远来看不能掉以轻心。2)土、乌未来稳定可期，塔、吉、哈需谨防“颜色革命”卷土重来。     

基于超像元词包特征和主动学习的高分遥感影像变化检测

为解决高分辨率遥感影像变化检测中存在底层特征缺乏语义信息、像元级的检测结果存在“椒盐”现象以及监督分类中样本标注自动化程度较低,本文提出一种基于超像元词包特征和主动学习的变化检测方法。首先采用熵率分割算法获取叠加影像的超像元对象;其次提取两期影像像元点对间的邻近相关影像特征（相关度、斜率和截距）和顾及邻域的纹理变化强度特征（均值、方差、同质性和相异性）,经线性组合作为像元点对的底层特征;然后基于像元点对底层特征利用BOW模型构建超像元词包特征,并采用一种改进标注策略的主动学习方法从无标记样本池中优选信息量较大的样本,且自动标注样本类别;最后训练分类器模型完成变化检测。通过选用2组不同地区的GF-2影像和Worldview-Ⅱ影像作为数据源进行实验,实验结果中2组数据集的F1分数分别为0.8714、0.8554,正确率分别为0.9148、0.9022,漏检率分别为0.1681、0.1868,误检率分别为0.0852、0.0978。结果表明,该法能有效识别变化区域、提高变化检测精度。此外,传统主动学习方法与改进标注策略的主动学习方法的学习曲线对比显示,改进的标注策略可在较低精度损失下,有效提高样本标注自动化程度。