Modelling the effect of changing precipitation inputs on deep soil water utilization

Forests in the Southeastern United States are predicted to experience future changes in seasonal patterns of precipitation inputs as well as more variable precipitation events. These climate change‐induced alterations could increase drought and lower soil water availability. Drought could alter rooting patterns and increase the importance of deep roots that access subsurface water resources. To address plant response to drought in both deep rooting and soil water utilization as well as soil drainage, we utilize a throughfall reduction experiment in a loblolly pine plantation of the Southeastern United States to calibrate and validate a hydrological model. The model was accurately calibrated against field measured soil moisture data under ambient rainfall and validated using 30% throughfall reduction data. Using this model, we then tested these scenarios: (a) evenly reduced precipitation; (b) less precipitation in summer, more in winter; (c) same total amount of precipitation with less frequent but heavier storms; and (d) shallower rooting depth under the above 3 scenarios. When less precipitation was received, drainage decreased proportionally much faster than evapotranspiration implying plants will acquire water first to the detriment of drainage. When precipitation was reduced by more than 30%, plants relied on stored soil water to satisfy evapotranspiration suggesting 30% may be a threshold that if sustained over the long term would deplete plant available soil water. Under the third scenario, evapotranspiration and drainage decreased, whereas surface run‐off increased. Changes in root biomass measured before and 4 years after the throughfall reduction experiment were not detected among treatments. Model simulations, however, indicated gains in evapotranspiration with deeper roots under evenly reduced precipitation and seasonal precipitation redistribution scenarios but not when precipitation frequency was adjusted. Deep soil and deep rooting can provide an important buffer capacity when precipitation alone cannot satisfy the evapotranspirational demand of forests. How this buffering capacity will persist in the face of changing precipitation inputs, however, will depend less on seasonal redistribution than on the magnitude of reductions and changes in rainfall frequency.     

南极中山站全天信息采集系统

南极高原拥有独特的天文观测优势,为了对南极中山站夜天文观测条件进行实测研究,中国科学院云南天文台专门研制了一套具有耐低温、自动除雪除霜等适应南极气候特征的全自动全天信息采集系统,该系统可以提供实时的全天云量、天光背景和全天图像,并将信息推送到网页实时显示。介绍了系统的研制及为适应南极气候进行的耐低温实验,统计分析了中山站2016~2017年的全天信息数据,结果显示,中山站2016和2017年的可观测时间为772.21 h和437.38 h,可观测夜数为93 d和51 d,天光背景最大真实值为22.05 Mag/arcsec 2,年平均气温为-10.6℃,最高气温19.1℃,最低气温为-44℃,2016年平均相对湿度为55.2%。     

深水铺管船托管架疲劳分析及动态监测点选取研究

作为S型铺管作业的关键性装备,托管架长期承受着交变载荷的作用,随着海洋开发向超深水发展,结构疲劳破坏问题不容忽视。采用疲劳谱分析的方法并结合线性累积损伤理论,对托管架结构频域下的变形进行了分析,计算了正常海况下和极端海况下托管架疲劳损伤度并对疲劳寿命进行了评估。研究发现托管架在正常海况下作业符合安全要求,在极端海况下局部结构会受到破坏。并从托管架结构安全监测角度,筛选了结构疲劳分析关键点位,为监测点位的选取提供了依据。     

基于圆柱多段拟合的隧道中轴线提取方法研究

提出基于圆柱多段拟合的隧道中轴线提取方法。首先对隧道点云数据进行预处理，并将点云按隧道走向分成不同区段；然后对各区段依据轴线与表面点云法线垂直关系，提取精度较低的中轴线；最后对各区段利用圆柱多段拟合，提取精度较高的中轴线。实验表明，隧道中轴线的提取在一定的采样区间具有较高的稳定性，对直线和弯曲的圆形隧道有良好的适用性，算法可靠，精度较高。     

基于云存储技术的海岛信息管理和 展示平台设计与实现

随着海岛遥感影像数据的不断积累,传统数据存储管理方法越来越难以满足需求。针对上述问题,利用云存储技术对海岛影像数据进行分块组织,建立分布式海岛影像数据集,并在优化数据存储的同时,设计了一套海岛信息多形式展示平台。实现了信息检索、数据传输与审核、分析评价、成果展示和共享等功能。     

一种云端一体化的土地督察遥感监测方法

针对目前土地遥感监测工作中存在的监测频次低和数据现势性差等问题，通过统筹获取国产卫星影像数据提升监测频次，设计了多源遥感影像的空间网格组织和调度方法，改变传统的影像切片发布模式，建立实时影像服务方法，大幅提升了土地督察遥感监测时效。通过在国家土地督察济南局试点应用，研发了云端一体化的土地督察遥感监测服务平台，实践证明基于空间网格的影像组织管理效率优于传统金字塔切片管理模式，有效支撑了违法用地、永久基本农田保护和城市开发边界突破等监测预警，应用成效显著。     

一种由粗到精的地面激光点云多层级配准方法

提出了一种综合利用快速点特征直方图(FPFH)描述符和同名点引导ICP优化的地面激光扫描(TLS)点云配准方法。该方法包括3个步骤:1)点云金字塔构建;2)基于FPFH的粗配准;3)同名点引导的ICP精配准。首先使用体素网格滤波器构造点云的金字塔结构,在粗配准时,FPFH描述符用于金字塔顶层上点云的鲁棒匹配,在此基础上,再进行两层级同名点引导的ICP精配准优化,使用3组典型TLS点云对进行实验,结果表明本文方法可以高效地完成TLS点云的配准。     

超基性岩中含铜、钴块状硫化物矿床——德尔尼铜矿成因新认识

长期以来对德尔尼铜矿的成因存在着不同认识。从矿石组成和结构、构造来看,应属典型的块状硫化物矿石,矿床亦应属于含铜黄铁矿型矿床。但从其地质产状来看又与一般的黄铁矿型矿床大不相同,与一般的岩浆熔离铜镍硫化物矿床也有较多差异。这就是本矿床类型独特之处。近年来通过工作又取得一些新资料,特别是超基性岩和矿石的同位素年龄数据。本文在综合新老资料基础上,提出新看法,认为该矿床形成于上地幔,再就位于地壳浅部。其成因类型暂定为:“深部熔离—构造侵位矿床”。鉴于本矿床与一般块状硫化物矿床相比有其独特性,建议命名为“德尔尼型”。     

电离氢区S140,S141和S142的红外发射研究

本文使用红外天文卫星（IRAS）巡天数据的最新版本IRAS天空巡天图（ISSA），经过进一步处理，得到了S140S141和S142SharplessHII区－分子云复合体的红外发射强度、温度及其光深的分布．在此基础上对各HII区的一些物理参量进行了统计分析，得到了分子云复合体的红外发射总光度以及复合体中尘埃的分布情况，对小尺度尘埃（VSG）的丰度进行了分析．并对各恒星形成区中的致密团块进行了研究，揭示出其中一些可能的恒星形成区域．同时，对S140区中的有关红外点源作出了能谱分析，并对S141区的激发星进行了讨论．     

冰雹云雷达回波自动识别系统

利用CAPPI资料对立体风暴进行识别，计算并提供出实用的风暴结构参数，采用矩心踊跃法和矩不变量法相结合对单体风暴和混合性风暴回波进行跟踪；最小二第线性外推预报；根据WSD－88D的冰雹算法，在风暴结构基础上本文建立了Windows98操作平台上冰雹识别系统，经单站1年11次强对流天气过程的资料检验，结果表明：雹云识别精度达82％。系统建立了大量人机对话框以方便用户，增加实用性及推广性。