大口径射电望远镜电磁兼容评估技术研究

电磁兼容性是设备或系统的重要性能指标, 也是保障系统的工作效能和提高系统可靠性的重要因素. 大口径射电望远镜运行阶段, 台址周围无线电业务及内部潜在的电磁干扰会降低观测系统灵敏度、影响天文观测的质量. 本论文针对拟建的新疆110 m全向可动射电望远镜(Qi Tai raido Telescope, QTT)开展了系统电磁兼容评估技术及控制方法研究, 具有重要的工程应用价值. 首先, 依据现有电波环境测量方法的不足, 深入分析了仪器设备的关键参数配置方法及测量时间计算方法, 采用Y因子法校准测量数据, 提出一种准实时电波环境测量方法. 面向高重复性宽带频谱, 分析了宽带频谱信号和噪声特征, 结合标准差理论, 提出一种基于邻值比较的信噪分离方法, 并采用邻值统计方法优化关键参数, 提高信噪分离精度. 针对QTT台址, 开发了自动化电波环境监测系统, 该系统6 GHz以下频段系统增益大于40 dB, 系统噪声系数小于2 dB, 测量不确定度小于1.49 dB, 具有极高的系统灵敏度和测量精度; 分析了频谱监测数据流, 设计了基于HDF5 (Hierarchical Data Format version 5)的数据存储格式, 开发了自动化电波环境测量和监控软件及数据处理软件. 依据QTT台址长期监测数据, 评估分析了台址电磁环境、主要干扰源特征及其影响. 其次, 提出大口径射电望远镜馈源口面干扰电平限值量化方法, 建立了基于台址地形的电波传播模型, 分析了现有电波传播模型的优缺点及适应性, 结合QTT台址实际地形及地质特征, 采用Longley-Rice和Two-Ray电波传播模型, 预测分析了QTT台址潜在干扰区域电磁干扰达到射电望远镜的电波路径衰减, 结合大口径射电望远镜天线增益量化方法, 提出设备所在位置干扰电平限值量化方法, 运用该方法对QTT台址潜在干扰区域的干扰电平限值进行量化. 依据设备所在位置干扰电平限值, 调研分析了国内外军用、民用电磁兼容测量标准, 结合电磁干扰对射电天文观测的影响, 提出一种大口径射电望远镜电磁兼容控制方法, 解决了现有电波暗室测量系统无法直接测量评估电子设备电磁兼容的问题, 该电磁兼容控制方法计划应用于QTT建设及运行阶段, 确保系统拥有良好的电磁兼容性. 最后, 依据QTT台址潜在干扰区域干扰电平限值, 结合典型电子设备电磁辐射频谱, 分析了QTT电磁兼容设计需求, 提出电磁兼容设计初步方案. 另外, 针对台址建筑设施内的中低电磁辐射干扰源, 提出一种低成本建筑屏蔽方法, 应用于QTT台址现有建筑.     

基于水资源约束的中国城镇化SD模型与模拟

中国城镇化正处于快速发展阶段,尽管经济和社会发展主控要素还在发挥重要作用,但水资源在生产、生活和生态方面发挥主控作用的局面愈益明显。在中国城镇化系统动力学（system dynamics,SD）模型基础上,从水资源供给、需求和水环境等层面将水资源作为主控要素嵌入原有模型中,拓展出基于水资源约束的中国城镇化SD模型,并对水资源利用进行了多情景模拟。结果表明：① 系统存流量和灵敏度检验证明模型模拟效果良好,具有可操作性。② 部门用水效率一定时,产业发展对水资源供需平衡的影响比人口增长更为明显。③ 在实行节水农业、节水工业、高生活需水、高生态环境需水和高再生水利用的综合协调方案中,2050年中国城镇化的发展约共需6789.70亿 m³水资源,基本实现水资源供需平衡。     

1976-2016年青藏高原地区通达性空间格局演变

青藏高原地区是地球上最独特的地理—生态—人口—交通单元,区域内交通网络的发展特征及规律是人地关系协同发展的一个重要切入点,对青藏高原地区交通网络开展研究具有重要意义。据此,分析1976-2016年青藏高原地区交通网络演化特征,并以省会、地级市、县级市和县城为节点,采用网络分析的时间距离计算模型探讨其通达性演变过程。研究表明：① 青藏高原地区交通网络复杂性、区域连通性增强,初步形成格状交通网络;② 青藏高原地区中心城市、县城之间的平均最短通达时间已极大缩短至11.89 h、18.84 h,呈自东向西逐渐增大的空间格局,时空收敛效应显著,通达性变化程度与其初始值有关;③ 中心城市为该地区的发展极,其与周围城市通达状况有极大提高,可达时间平均值下降到16.49 h;④ 中心城市和县城交通圈演变过程一致,青藏高原地区各地到最近城市、县城的通达时间不断缩小,沿重要交通干线已形成中心城市4 h、县城2 h短时交通圈连片分布格局,湟水河谷地、一江两河地区逐渐形成交通廊道,乡镇对外交通联系得到改善。     

距离欲对旅游者目的地选择影响的解释框架

距离是影响人类各种空间行为的重要因素,也是探索旅游者行为规律的重要变量。然而,现有的旅游者目的地决策模型多将其作为约束条件处理,充分讨论了距离的阻力机制,却忽视了对其引力机制的探索,也因此导致了理论与营销实践层面的不足。本文提出“距离欲”来表述距离的引力作用,基于其审美情感基本属性,将其细分为认知维度、情感维度和旅游动机维度3个维度;根据旅游者旅游审美需求特点,从现代性审美视角切入,将其细分为游戏的距离欲、时尚的距离欲、冒险的距离欲3个层次,并进行了理论阐述。研究进一步指出,距离欲是旅游者对距离意义的解读,距离欲概念的提出为旅游者外出旅游的动机提供了新的解释,旅游者对诗意“远方”的追求,是旅游者基本的审美需求,也是人类超越自我的本质追求,还是高速发展的流动性社会中个体抵御异化的审美救赎。距离欲同时为我们进一步认识旅游的本质提供了新的解读视角,旅游活动带来的距离的审美体验能够参与建构和重塑旅游者的心理结构,在帮助旅游者更好的重返现实世界的同时,还积极的促进旅游者以和谐、宽容、独立的美学境界来重塑现实世界。本文从距离视角切入,进一步证实了旅游活动在旅游者个体、群体乃至全人类生存品质提升过程中所发挥的积极作用。通过对距离欲与其他行为变量的关系的进一步梳理,最终形成了距离与旅游者目的地选择的基本解释框架。对距离欲的深入探索能够为全球化的流动时代下旅游者外出旅游动机分析提供新解释,为旅游本质的解读提供新线索,具有一定的理论意义;同时为进一步提升旅游者目的地选择模型的解释力与预测力提供了可能性,为目的地营销机构针对感知距离的精准营销战略的制定提供新思路,具有一定的实践意义。     

The spatial local accuracy of land cover datasets over the Qiangtang Plateau,High Asia

We analyzed the spatial local accuracy of land cover (LC) datasets for the Qiangtang Plateau, High Asia, incorporating 923 field sampling points and seven LC compilations including the International Geosphere Biosphere Programme Data and Information System (IGBPDIS), Global Land cover mapping at 30 m resolution (GlobeLand30), MODIS Land Cover Type product (MCD12Q1), Climate Change Initiative Land Cover (CCI-LC), Global Land Cover 2000 (GLC2000), University of Maryland (UMD), and GlobCover 2009 (Glob-Cover). We initially compared resultant similarities and differences in both area and spatial patterns and analyzed inherent relationships with data sources. We then applied a geographically weighted regression (GWR) approach to predict local accuracy variation. The results of this study reveal that distinct differences, even inverse time series trends, in LC data between CCI-LC and MCD12Q1 were present between 2001 and 2015, with the exception of category areal discordance between the seven datasets. We also show a series of evident discrepancies amongst the LC datasets sampled here in terms of spatial patterns, that is, high spatial congruence is mainly seen in the homogeneous southeastern region of the study area while a low degree of spatial congruence is widely distributed across heterogeneous northwestern and northeastern regions. The overall combined spatial accuracy of the seven LC datasets considered here is less than 70%, and the GlobeLand30 and CCI-LC datasets exhibit higher local accuracy than their counterparts, yielding maximum overall accuracy (OA) values of 77.39% and 61.43%, respectively. Finally, 5.63% of this area is characterized by both high assessment and accuracy (HH) values, mainly located in central and eastern regions of the Qiangtang Plateau, while most low accuracy regions are found in northern, northeastern, and western regions.

     

Land Resource Carrying Capacity in Xilin Gol Grassland Transects: A Perspective on Food Nutritional Demand

Food safety is an important issue for the development of the national economy and society. Studying regional food supply and demand from the perspective of land resource carrying capacity can provide new references for regional resource sustainability. This study uses the data from farmer and herdsmen household questionnaires, statistical data, land use data, and other sources to construct a land resource carrying capacity (LCC) assessment framework, targeting the food supply and demand of residents in representative areas, specifically the typical grassland pastoral areas, sandy pastoral areas and agro-pastoral areas on the Xilin Gol grassland transects. The three food nutritional indicators of calories, protein and fat were selected for analyzing the balance of land resource carrying capacity. We found that: 1) Along the Xilin Gol grassland, the main local food supply showed a shift from meat and milk to grains, vegetables and fruits. 2) From north to south along the grassland transects, the calorie intake increased gradually, while the intake of protein and fat was highest in pastoral areas and lowest in agricultural areas. 3) The overall land resource carrying capacity of the Xilin Gol grassland transects was in a surplus state, but the land carrying capacity of typical grassland pastoral area was higher than the two other types of areas. This study provides an empirical reference for the sustainable development of regional food nutrition.     

基于钻进状态监测的智能工况识别

钻进过程状态监测旨在实时描述钻进工况，判断运行性能优劣程度进行非优追溯，及时指导司钻人员调整作业操作,保证钻进过程安全、高效、稳定开展。钻进工况是钻进系统运行状态的反映，因此开展面向状态监测技术的钻进工况识别研究具有重要的理论和应用价值。本文针对钻进工况识别问题，基于状态监测数据，建立基于支持向量机的钻进工况识别模型，对钻进工况进行识别。综合工况识别结果，对钻进效率进行评估，并对影响钻进效率的因素进行讨论，寻找提升钻进效率的手段。最后，采用钻进现场实钻数据进行仿真实验,验证所提方法的可行性和有效性。     

耦合土地利用回归与人口加权模型的PM2.5暴露风险评估

PM_2.5已成为人群健康的重要威胁之一,科学精准的暴露评估是PM_2.5风险防控的前提,为提升PM_2.5暴露精准评估,本文利用土地利用数据、道路数据、气象数据等构建PM_2.5土地利用回归反演模型,实现了2013年12月1日-2014年2月8日（冬季）广佛都市区PM_2.5时空动态演变监测,在此基础上将PM_2.5反演结果与人口密度数据耦合,分别从PM_2.5污染浓度与人口加权PM_2.5浓度2个方面,评估广佛都市区PM_2.5污染暴露风险。研究结果表明：① 土地利用回归模型能够较好的反映研究区域内PM_2.5的空间分布特征,R²大于0.78;② 2013年12月1日-2014年2月8日,广佛都市区PM_2.5浓度平均值呈现波动变化趋势,研究时段内,最高平均浓度为97.91 μg/m³ （12月29日-1月11日）,最低平均浓度为53.40 μg/m³ （1月26日-2月8日）,全时段PM_2.5浓度超WHO健康标准的面积占比达99.8%;③ 广佛都市区PM_2.5的空间分布具有异质性规律,其高值区分别位于广州市天河区、越秀区、番禺区北部、花都区北部及佛山市禅城区、南海区中部、三水区中部,低值区主要位于广州市白云区、番禺区东南部及佛山市顺德区南部。人口加权暴露风险存在2个高值中心,分别位于广州市和佛山市的主城区;④ 耦合人口加权模型前后,广佛都市区PM_2.5暴露风险高风险区空间分布发生变化,未考虑人口加权模型时,广佛深高值区较为分散,主要位于南海区、天河区、越秀区、禅城区,考虑人口加权模型后,高值区更加集中于广州市和佛山市的主城区。     

粤北青嶂山岩体江头矿区铀矿微区矿物学、年代学特征及其成矿动力背景制约

粤北诸广和贵东是华南最重要的两个花岗型铀矿密集区,青嶂山(龙源坝)岩体位于两者之间,是华南花岗岩型铀矿研究薄弱地区。江头铀矿区地处青嶂山岩体北部与南雄断陷盆地的结合部位,该矿区的铀成矿年代学研究几为空白。本文通过电子探针方法研究了青嶂山岩体、及与该岩体密切相关的江头矿区中的铀矿物微区矿物学特征,获得岩浆成因的晶质铀矿与热液成因的沥青铀矿的U-Th-Pb化学年龄,探讨了华南铀成矿作用动力学背景及成矿地质体。研究表明:青嶂山岩体粗粒斑状黑云母花岗岩和中粒斑状黑云母花岗岩中的铀矿物主要有晶质铀矿、铀石,部分晶质铀矿存在明显铀释放的特征,其晶质铀矿化学年龄分别为246.8±8.8Ma、161.5±8.0Ma,与前人获得的锆石U-Pb年龄结果在误差范围内一致,分别代表了区内印支期与燕山期花岗岩体的成岩年龄,表明在南雄断陷盆地形成之前,青嶂山岩体与诸广岩体可能为一有机整体,有着相同的成岩、成矿环境。江头矿区矿石中铀矿物主要为沥青铀矿,伴有少量钛铀矿、铀石等,沥青铀矿化学年龄分别为121.3±9.8Ma、98.8±8.0Ma、73.2±8.8Ma,分别代表区内3期铀成矿作用的时代,结合华南中生代以来构造运动特征,认为区内铀成矿作用是受中-新生代盆地边缘深大断陷活动、产铀花岗岩体分布的双要素成矿动力学背景制约,青嶂山岩体应与诸广、贵东岩体具有相似的找矿前景。     

张掖盆地地下水硝酸盐污染与人体健康风险评价

地下水是张掖盆地的重要水资源，其硝酸盐污染尚未得到足够重视。对张掖盆地2004、2015年地下水硝酸盐浓度进行了系统分析，并采用美国环境保护署（USEPA）推荐的健康风险评价模型评估了地下水硝酸盐的健康风险。结果表明：自2004年以来张掖盆地地下水硝酸盐污染日趋严重。2015年硝酸盐浓度最高已达到283.32 mg·L^-1，17.61%的采样点硝酸盐氮浓度超过GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》中饮用地下水限量值（20 mg·L^-1）。研究区人群经皮肤接触途径摄入硝酸盐的健康风险在可接受水平，而饮水摄入硝酸盐的健康风险较高，总风险中饮水途径引起健康风险的贡献率占99.40%，远大于皮肤接触途径。儿童经饮水摄入和皮肤接触两种途径的健康风险均显著高于成人，分别为成人的1.544倍和1.039倍。32.39%的采样点地下水硝酸盐对儿童的健康风险超出了可接受水平，14.79%的采样点地下水硝酸盐对成人的健康风险不可接受。甘州区城区、临泽县北部边缘及高台县城区周围硝酸盐浓度最高，这些区域内所有人群都面临硝酸盐引发的高健康风险，其余区域硝酸盐引发的健康风险相对较低。