关中平原城市群植被覆盖的时空特征与影响因素

植被是全球及区域生态系统环境变化的重要指标,也是对人类社会活动有重要贡献的资源之一。为了研究关中平原城市群不同区域植被覆盖变化对自然和人文因子的响应,以划分为三个区域的植被作为研究对象,选取2000—2017年MODIS-NDVI遥感数据,运用趋势分析、探索性空间数据分析与地理探测器等方法,从时序演进与空间分布方面研究了18 a内植被覆盖的演化及分布特征,定量分析影响植被覆盖的主导因子。遥感数据要通过投影转换、拼接、最大值合成等方法进行处理,再运用Python程序进行影像批量裁剪,将遥感数据和气象数据进行分区统计,最后对该处理数据进行讨论研究。结论表明：（1） 研究期内关中平原城市群植被覆盖呈显著上升趋势,NDVI平均值增速为0.077·（10 a）^–1,阶段性变化特征明显,其中2005—2007阶段和2011—2013阶段极显著增加,最大上升速率达到了0.05·a^–1。（2） 空间上总体呈现“南高北低”的分布特征,研究区总体得到改善;高值区主要分布在南部秦岭北坡,受气候因子的影响更大,植被覆盖增加速度缓慢,达到轻度改善水平;低值区聚集在黄土高原边缘地区,植被增加趋势明显;中部关中平原极少部分地区植被覆盖出现了轻度退化或严重退化,以西安市及临近城市最为典型。（3） 热点区主要分布在秦岭山区及关中平原中部地区,冷点区则集中于黄土高原边缘地区,植被覆盖总体以增长为主。热点区格网数量持续增多,2013年达到最大为45.07%;冷点区域数量不断减少,2017年减少到9.82%;次热点区与次冷点区主要分布在中部平原地带及北部地区,由连片分布转化为零散分布,且总量不断减少。（4） 自然因素对植被覆盖的影响最为突出,其中气温和降水为影响植被覆盖的主导因子,决定力q值分别为0.955和0.931,且气温的影响大于降水的影响;人文因子影响力较为显著,GDP因子决定力q值达到0.387。研究可为当地改善植被覆盖环境提供理论依据。     

基于栅格的关中平原城市群人居环境质量综合评价

基于自然与人文多重栅格数据，构建人居环境质量综合指数评价模型，分析2015年关中平原城市群人居环境的空间分异格局，并对人口分布与人居环境质量的协同性进行探讨。结果表明：(1)人居自然环境呈现出自东向西，由山地、高原向平原、谷地依次递减的空间分布格局，受地形影响最为明显，地形起伏度与人居自然环境呈负相关关系。(2)人居人文环境表现出平原低、山区高，城镇高于乡村的空间分布格局，受城市行政层级影响显著。(3)关中平原城市群人居环境综合质量指数介于0.216～0.716之间，呈现出以关中平原、汾河谷地向外梯级递减的带状空间分布格局。(4)关中平原城市群人口密度与人居环境质量空间分布显著一致，总体呈现出平原高于山地，城市高于乡村的空间分布规律，人居环境质量越高，人口密度越大，土地利用也越充分。     

全球主要河流流域碳酸盐岩风化碳汇评估

碳酸盐岩风化吸收的大气CO₂主要以HCO₃ ^-形式连续地经由河流从大陆输送到海洋,成为陆地生态系统的重要碳汇。目前主要河流流域的碳酸盐岩风化碳汇估算存在不确定性,分布格局尚不清晰。基于GEMS-GLORI全球河流数据库提供的全球10万km ²以上主要河流流域多年平均监测数据,利用水化学径流法估算出全球主要河流流域碳酸盐岩对CO₂的吸收速率为0.43±0.15 Pg CO₂ yr ^-1,平均CO₂吸收通量为7.93±2.8 t km ^-2 yr ^-1。CO₂吸收通量在不同气候带下差异显著,热带和暖温带CO₂年吸收速率占全球主要河流流域年吸收速率的62.95%。冷温带CO₂年吸收速率占全球主要河流流域的33.05%,仅次于热带地区。本文划分出全球CO₂吸收通量的9个关键带,关键带的交汇处CO₂吸收通量较高。喀斯特出露流域碳酸盐岩对CO₂吸收通量的均值为8.50 t km ^-2 yr ^-1,约为非喀斯特流域的3倍。全球喀斯特出露流域碳酸盐岩风化碳汇在全球碳循环、水循环及碳收支平衡估算研究方面占据重要地位。     

Hyperspectral estimation model of soil Pb content and its applicability in different soil types

Acta Geochimica - In order to obtain Pb content in soil quickly and efficiently, a multivariate linear regression (MLR) and a principal component regression (PCR) Pb content estimation model were...     

2007-2016年四川省土壤干旱时空动态分析

四川作为农业大省,旱灾是导致农业减产最主要的因素。通过遥感和GIS手段进行四川省土壤干旱程度的时空分析,提高干旱的空间可视化程度,加强干旱监测的时效性尤为重要。本研究基于四川省2007—2016年逐季度的MODIS数据和1961—2011年40个气象站的月降水资料,采用温度植被干旱指数(TVDI)计算得到四川省干旱等级分布情况,辅以标准化降雨指数(SPI)进行相关性分析,并通过线性回归、反距离权重空间插值、GIS空间分析模型重建等方法,分析近十年来四川省地区以季度为时间尺度的土壤干旱时空变化特征,制作各时相土壤干旱分布图展示其微变化。结果表明:(1)在月时间尺度上,SPI-1与TVDI呈中等至强负相关关系,即TVDI值越小,SPI值越大,干旱程度越轻;验证结果表明TVDI都能够较好地对四川省的干旱空间分布状况进行反映。(2)四川省各区域、各季节干旱分布不均:空间上,干旱频发的区域集中在四川盆地及攀西南部区域。时间上,在春季,四川盆地区域的土壤干旱程度大致呈现加剧—持续—减缓的趋势;夏季,四川盆地的干旱变化趋势是加剧—减缓—加剧;秋季,四川盆地的干旱变化趋势是加剧—减缓—持续减缓;冬季,全川干旱程度变化不明显。本文的研究结果对四川省开展农业防灾减灾,引导农业灌溉具有指导意义。     

北斗一张网业务管理与服务系统设计与实现

针对北斗一张网体系建设与运营项目的实际需求与现状，整合已有基础设施资源，深入研究挖掘了潜在的信息资源，搭建了一个标准化管理与服务应用统一平台——业务管理与服务系统，提高了系统的移动管理能力、系统管理水平及系统服务效率，改变了传统CORS的管理与运维模式，同时也为海量用户提供了更高效便捷的个性化服务，真正从应用层面上实现了规范化、体系化与便捷化。在这一系统的支撑下，北斗一张网服务体系确立了全新的管理机制，也为北斗未来更广泛地推广应用打下坚实基础。     

基于MODIS数据的湖北省地级以上城市城区地表温度变化分析

基于MODIS数据,以湖北省地级以上城市城区为研究对象,通过对湖北省13个地级以上城市城区边界矢量数据与地表温度因子进行套合处理,采用叠置分析方法对2000、2015、2017年湖北省地级以上城市城区的地表温度进行统计,并分析城镇化建设对城区地表温度产生的影响。     

Characterization of Regional Combustion Efficiency using ΔXCO: ΔXCO2 Observed by a Portable Fourier-Transform Spectrometer at an Urban Site in Beijing

Measurements of column-averaged dry-air mole fractions of carbon dioxide and carbon monoxide, CO₂ (XCO₂) and CO (XCO), were performed throughout 2019 at an urban site in Beijing using a compact Fourier Transform Spectrometer (FTS) EM27/SUN. This data set is used to assess the characteristics of combustion-related CO₂ emissions of urban Beijing by analyzing the correlated daily anomalies of XCO and XCO₂ (e.g., ΔXCO and ΔXCO₂). The EM27/SUN measurements were calibrated to a 125HR-FTS at the Xianghe station by an extra EM27/SUN instrument transferred between two sites. The ratio of ΔXCO over ΔXCO₂ (ΔXCO:ΔXCO₂) is used to estimate the combustion efficiency in the Beijing region. A high correlation coefficient (0.86) between ΔXCO and ΔXCO₂ is observed. The CO:CO₂ emission ratio estimated from inventories is higher than the observed ΔXCO:ΔXCO₂ (10.46 ± 0.11 ppb ppm^?1) by 42.54%–101.15%, indicating an underestimation in combustion efficiency in the inventories. Daily ΔXCO:ΔXCO₂ are influenced by transportation governed by weather conditions, except for days in summer when the correlation is low due to the terrestrial biotic activity. By convolving the column footprint [ppm (μmol m^–2 s^–1)^–1] generated by the Weather Research and Forecasting-X-Stochastic Time-Inverted Lagrangian Transport models (WRF-X-STILT) with two fossil-fuel emission inventories (the Multi-resolution Emission Inventory for China (MEIC) and the Peking University (PKU) inventory), the observed enhancements of CO₂ and CO were used to evaluate the regional emissions. The CO₂ emissions appear to be underestimated by 11% and 49% for the MEIC and PKU inventories, respectively, while CO emissions were overestimated by MEIC (30%) and PKU (35%) in the Beijing area.     

秋行夏令:2021年10月初北方致灾性持续暴雨及水汽极端性分析

2021年10月3—6日,我国北方地区经历了历史罕见的持续性极端强降水过程,暴雨中心稳定维持在陕西中部、山西、京津冀、辽宁等地南部和山东北部,给上述地区造成了巨大的经济损失和严重的人员伤亡。基于台站观测降水、NCEP/NCAR和ERA5再分析资料诊断了本次降水过程的极端性。结果表明,本次暴雨过程无论是降水强度、持续时长还是经向水汽输送均表现出典型北方夏季暴雨和大气环流配置特征。上述五省二市区域平均的过程累计雨量强度远远超过秋季其他暴雨个例,即使在夏季也位列第二。本次过程的极端性与强降水中心稳定在上述地区密切相关。上述五省二市区域平均降水连续4日均超过15 mm,这在秋季历史上从未出现过。除过程的极端性强外,9月山西等地降水异常偏多对10月初秋涝也起到了叠加作用。本次秋涝对应的大气环流呈现出典型的北方夏季主雨季环流型,表现为西太平洋副热带高压（副高）偏西偏北,副高西侧的经向水汽输送异常强盛,同时10月4—6日北方地区发生一次强冷空气过程,冷暖气流交汇在上述地区。水汽收支计算表明,本次过程的经向水汽输送强度为秋季历史之最,甚至超过了盛夏时期北方大部分暴雨过程水汽输送强度。上述分析结果表明,即使在仲秋时节亦可产生有利于北方极端持续暴雨的环流形势和水汽输送,并导致秋涝发生。     

面向地上下无缝集成建模的新一代三维地理信息系统

地上下无缝集成三维建模是新一代3DGIS的主要标志,地上下无缝集成建模已成为当务之急。在三维空间建模技术现状与存在问题、目标层次与功能需求及三维空间模型现状与趋势分析的基础上,介绍了地上下集成建模的两个层次和无缝集成的基本原理;阐述以CD-TIN为纽带、以BRep-TIN-GTP为核心、以三层混合模型为成份的地上下集成空间数据模型的概念结构与典型逻辑关系。并结合城市与矿山应用,介绍该集成模型在GeoMo3D系统中初步实现后的可视化效果。同时,指出了与地上下集成建模相关的近年3DGIS的主要攻关方向和重点理论难题。