特约主编致读者

特约主编致读者 崔鹏刘维明王昊 21世纪以来,在气候变化、构造活动与人类活动的综合作用下,自然灾害强度和风险明显增大,严重危害人类社会的发展,防灾减灾已成为全人类共同面临的巨大挑战和亟须解决的重大课题。特别是巨型灾害,往往造成严重的生命财产损失,甚至对区域或全国性社会经济系统造成严重冲击。巨灾突发性强,发生频率低,观测数据和历史记录稀缺,形成机理与风险演化规律研究难度大,目前科学认识难以满足巨灾的防灾需求。从地质历史记录中捕捉与重建巨型古灾害事件,分析其时空分布特点,认识其发育机制和风险演化规律,可以有效弥补现有观测数据缺乏的不足,为巨灾风险防范提供科学依据和理论支持。 目前,古灾害研究在国际上已经取得了长足的进展,发现了众多超出已有认知的极端事件,比如洪峰达到107 m3/s造成全球气候突变的北美大洪水。这些极端事件的发现极大促进了对地球表层动力过程灾害效应的认识。中国地学界非常关注古灾害研究,形成了古灾害研究的科学群体,在该领域取得了一系列成果,也在防灾减灾的实践中发挥了巨大作用。 为了集中体现我国古灾害的研究成果,《地学前缘》编辑部委托我们邀请从事古灾害研究的专家撰文,汇编成《古灾害：沉积、地貌与年代》专辑,主要介绍我国不同灾种古灾害的沉积和地貌特征、测年方法、区域分布和发育规律等。本专辑共收录18篇文章,分为测年方法、古灾害链、古滑坡、古洪水、古地震和古海洋灾害6个栏目。 确定古灾害事件的年代是重建灾害演化过程的关键。测年方法栏目共收录2篇文章:赖忠平等综述了灾变过程的年代学研究,围绕不同灾害过程的沉积体系介绍野外采样策略和对应的测年方法;灾变沉积测年的不确定性是制约古灾害事件重建的重要因素,白世彪等提出了提高古滑坡定年精度的途径。巨型灾害具有典型的链生效应。古灾害链栏目共5篇文章,王萍、殷志强和刘维明等分析了雅鲁藏布江中下游、黄河上游以及雅砻江古堰塞事件的发育特征和分布规律以及地貌效应等,范宣梅和陈剑等分别介绍了岷江上游叠溪和金沙江上游特米巨型古堰塞湖。滑坡是山区最为频发的灾害。古滑坡栏目共收录3篇文章,张永双等以青藏高原东缘为例介绍了深切河谷区古滑坡的判识、特征和定年,王玉峰和黄小龙等分别介绍了高速远程滑坡沉积动力学特征和程海断裂的古滑坡分布规律。洪水是对人类影响最广泛的灾害。古洪水栏目共收录4篇文章,王昊和郭永强等的综述文章分别介绍了高能（溃决）洪水的沉积特征和高山峡谷区古洪水的重建方法,朱诚等系统研究了成都平原一处典型文化遗址古洪水沉积的时代和成因,苏怀等以金沙江2018年白格洪水为例总结了现代溃决洪水的沉积特征。地震破坏力极大,往往造成毁灭性灾害。古地震栏目共收录2篇文章,刘静等介绍了古地震学的研究历史、前沿和发展趋势,李德文等总结了湖泊沉积古地震研究的主要进展、存在的问题和解决途径。我国海洋开发对古海洋研究提出了新的需求。古海洋灾害栏目共收录2篇文章：杨文卿等重建了南海1076年的古海啸事件,分析了其对沿海岛屿的社会经济影响;孙启良等分析了南海北部海底滑坡的特征,进行了灾害评估,指出了海底滑坡的成因机制和潜在海底滑坡的识别方法。 最后,希望更多的科学家能够关注古灾害研究,并把古灾害研究与现代灾害研究紧密结合,不断深化灾害形成与风险演化机理探索,服务巨灾风险防范。 值此古灾害专辑付梓之际,谨向各位作者和评审专家为本专辑做出的科学贡献,以及《地学前缘》编辑部的精心把关表示衷心感谢！ 文中全球尺度的海底地形数据由GEBCO（www.gebco.net）提供,在此一并致谢。     

运用ULBP的高分辨率遥感影像感知哈希完整性认证算法

针对现有高分辨率遥感影像感知哈希认证算法中特征提取精度和算法稳健性不能兼顾的问题,本文提出一种运用ULBP的高分辨率遥感影像感知哈希完整性的认证算法。首先对遥感影像进行格网划分,将影像划分为多个子块,运用ULBP算法提取子块的纹理特征;然后计算每个子块内纹理特征的直方图分布,将其结果与均值二值化后得到子块的感知哈希序列;最后串联所有子块的感知哈希序列生成整幅影像的感知哈希值。在影像认证时,首先计算原始影像与待检测影像的哈希序列,然后计算两者的感知哈希序列平均汉明距离,完成对高分辨率遥感影像内容的完整性认证与篡改定位。试验表明,该算法能够识别高分辨率遥感影像中地物较为平滑的区域,同时对JPEG压缩、高斯噪声添加、BMP格式转换等操作具有良好的稳健性,为高分辨遥感影像完整性认证提供支持。     

ZY-102C星数据在矿山遥感监测中的应用研究与分析

利用资源一号(ZY-1)02C卫星(以下简称02C星)全色高分辨率相机(HR)和多光谱相机(MUX)数据,以河北承德多金属矿区和江西寻乌稀土矿区为实验区,开展了1∶5万矿山遥感监测应用研究;分析了应用过程中存在的问题,提出了解决方案和建议,对02C星数据在矿山遥感监测中的规模化应用起到了示范效果。研究结果表明:在数据处理流程上,对空间分辨率为2.36 m的02C星全色HR1与HR2数据需先进行正射纠正再拼接,对空间分辨率为10 m的多光谱数据MUX可采用假彩色合成方法进行模拟真彩色合成;在矿山地物识别上,与SPOT5图像比较,02C星图像可更好地反映出开采面、开采点、中转场和矿山建筑等矿山地物类型,不足之处是纹理信息较平滑、矿山地物的边界相对模糊,因而增加了室内解译的难度;在经济效益上,02C星数据的性价比优势明显。因此,尽管02C星数据处理和解译工作量较大,但其能满足1∶5万矿山遥感监测要求,总体经济效益显著。     

运用GD-PBIBD编码的矢量空间数据数字指纹算法

针对矢量空间数据叛逆者追踪难及编码效率低的问题，本文提出了一种运用GD-PBIBD码的指纹算法。首先运用GD-PBIBD构造指纹编码，将待嵌入指纹序列运用Logistic映射置乱，通过D-P算法提取矢量空间数据的特征点，对特征点实施DFT变换得到相位系数和幅度系数；然后运用QIM方法将指纹嵌入DFT变换域的幅度系数上；最后应用DFT逆变换得到含指纹的矢量空间数据。试验选取部分中国路网数据和某区域绿地数据，运用该算法嵌入指纹后，对其进行线性和非线性模拟攻击，成功提取指纹序列，利用汉明距离追踪出合谋者。该算法编码构造简单，在码长一定的情况下，较BIBD码可容纳更多的用户，效率高；算法抗单用户指纹攻击及多重攻击的稳健性较好，也能够抵抗多用户最小值和最大最小值攻击，追踪到所有叛逆者，可用于矢量空间数据版权保护，为矢量空间数据叛逆者追踪提供依据。     

GNSS水汽层析的约束条件方程变权代数重构算法

基于传统代数重构算法（algebraic reconstruction technique, ART）提出一种约束条件方程变权的代数重构算法(variable weight algebraic reconstruction technique, VWART),利用2019-08香港地区CORS网GNSS观测数据进行实验,选用京士柏探空气象站探空数据进行验证分析。结果表明,相比于传统代数重构算法,变权代数重构算法的精度、稳定性和可靠性均有所提高。以探空数据为例,其RMSE降低20.334%;在不同程度降水条件下,变权代数重构算法反演的垂直水汽廓线分布均优于传统代数重构算法。     

粮食主产区耕地保护规模研究——基于粮食需求与边际效益双视角

本研究从粮食需求和边际效益两个角度出发,对周口市进行耕地保护规模测算,结果如下:1)周口市2014年保障粮食需求的耕地规模为263645.84公顷,预计2020年会降到225634.75公顷;2)周口市土地效益最大化条件下的耕地保护规模为145758.60公顷;3)周口市2014年所拥有855175.25公顷耕地,远大于粮食需求和土地效益最大化条件下的耕地面积,耕地盈余规模为591529.41公顷;4)考虑到所承担的国家粮食安全任务,周口市耕地保护的最佳规模应不少于83万公顷。粮食主产区为国家粮食安全做出了巨大牺牲,建议从中央和地方两个层面来设计耕地保护补偿机制,满足其经济发展诉求。     

住宅现浇钢筋混凝土楼板裂缝成因及防治

在建筑工程中,现浇钢筋混凝土楼板出现裂缝的情况较多,这已成为影响住宅工程质量的一大通病。对其产生裂缝的原因进行了分析,并结合工程实际,就预防和综合治理提出了较全面的对策。     

太行山南段安林地区侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、 地球化学特征及其构造意义

太行山南段安林地区中生代侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年表明侵入岩形成于129. 1±1. 0~129. 7±1. 1 Ma,属于早白垩世,与太行山其他地区乃至整个华北地区侵入杂岩体具有相近的形成年代,表明在晚中生代太行山地区与华北地区经历了相同的地球动力学背景和构造环境,即南太行山地区处于华北克拉通岩石圈减薄范围之内。安林地区中生代侵入岩轻稀土总量（LREE平均为113. 71×10-6）明显高于重稀土总量（HREE平均为11. 97×10-6）,具有相对明显的富集轻稀土元素的右倾型配分形式、Eu的弱正异常及大离子亲石元素相对富集的特征,且具有Sr、Ba含量高、Sr/Y、（La/Yb）N比值高的特征,表明壳幔岩浆混合是太行山南段安林地区中生代岩浆作用的主要成因机制。     

基于可见光影像的架空线路树障测量技术研究

首先通过无人机智能采集线路走廊的高分辨率可见光影像;再对影像数据进行空三解算和点云加密;然后通过专业软件进行树障量测分析,以提高树障巡视的效率、安全性和准确度,保障电网运行安全;最后通过工程实践验证了该技术的可靠性。