基于验潮数据的西北太平洋区域海面变化预测

区域海面变化研究受到验潮站数据时段不一致、空间分布不均匀及影响要素复杂性和不确定性等因素制约。本文基于西北太平洋海域22 个站位的验潮数据,应用RegEM及MTM方法探讨其多尺度波动过程的时空差异,基于空间邻近性及有序聚类方法,将区域海面变化划分为5个区段(渤海-黄海北部沿岸、黄-东海中国沿岸、东海海域日本沿岸、东海南部沿岸以及南海西北部沿岸),进而利用MGF方法对各站位进行中长期的统计预测,并结合主成分方法进行区域综合。结果显示各区2001-2030 年的海面变化平均速率分别为：1.23~1.27 mm/a,3.30~3.34 mm/a,2.72~2.76 mm/a,1.43~1.47 mm/a和1.13~1.15 mm/a,而区域海面上升速率为2.01~2.11 mm/a。     

江苏沿海海面的多尺度波动过程和趋势预测

以江苏沿海处于长江三角洲持续徐缓沉降区的3个验潮站为研究对象,综合运用EMD方法和SSA方法进行海面波动的过程和趋势分析。通过迭加EMD提取的长期趋势和长周期组分获得修正的长期趋势,利用SSA对剩余组分进行分解,获得各站位小尺度的海面波动周期序列,各站位间均能较好的对比。在此基础上,针对修正的长期趋势分量,建立未来海面变化趋势的预测模型,对各站位未来百年相对海面变化的上升值进行预测和对比。     

土地利用变化预测CBR方法的适应性分析

研究土地利用变化的方法很多,常见的有统计回归方法、概率统计方法、系统动力学方法、元胞自动机方法以及贝叶斯网络方法等。这些方法都各具特点,并得到了实际应用。虽然有些研究指出了一些方法的优点和不足,但是对其在土地利用变化问题上的适应性研究还比较有限。案例推理（Case Based Reasoning,简称CBR）作为研究土地利用变化的一种新方法,目前同样缺乏适应性方面的研究。因此,本文在土地利用的CBR方法的研究基础上,具体探讨该方法在土地利用变化预测上的适应性问题。研究分别从案例的选取方式、模型指标的选取以及指标权重的设定3个方面开展,通过对比试验以深入讨论3个方面的因素对预测精度的影响。研究结果显示,在历史案例丰富的情况下,通过选择重要的指标,并对其赋予较高权重,可以保证CBR方法在预测土地利用变化时的稳定性。此外,CBR中＂地理环境＂组分的引入,有效地提高了土地利用变化预测的精度。研究表明,CBR在解决土地利用变化问题上具有简单灵活、适用范围广、预测精度高以及保持形态稳定的特点,是一种解决地学问题的新方法。     

土地利用变化预测的案例推理方法

当前,基于案例的推理(Case-Based Reasoning,CBR)在解决复杂的地学问题时.对地学案例的表达和历史案例的相似性计算与推理存在明显缺陷,需要在CBR的表达模型和空间相似性计算与推理算法进行拓展.本文针对土地利用变化问题,首先在分析土地利用变化各种定量方法基础上,提出利用CBR进行土地利用变化分析的研究思路:其次,针对土地利用变化的空间特性及隐含的空间关系特性.给出土地利用变化案例的表达模型,案例间内蕴空间关系抽取算法,以及考虑案例间空间关系的CBR相似性推理模型:最后,进行珠江口区域土地利用变化的CBR方法试验.预测精度达到80%.为了进一步评价CBR方法对土地利用变化预测的有效性.在实例部分采用同样的实验数据进行贝叶斯网络的预测方法实验.由两种方法对比可知.CBR是从复杂到简单进行地学问题求解的一种有效方法.     

基于CA-Markov和Geomod模型橡胶林变化预测比较

近年来,学者们发展了一系列的模型对土地利用/覆盖变化进行预测模拟研究,CA-Markov和Geomod模型是其中应用较为广泛的两种模型。分别利用CA-Markov和Geomod模型模拟云南景洪地区2010年橡胶林LUCC状况,旨在通过两种模型的模拟对比,探讨两种模型的差异和优劣,选取一种更加合理、可靠的模型来对该地区橡胶林变化趋势进行预测分析。利用1995年、2003年、2010年3个时期的影像进行解译,将1995年和2003年的解译结果利用两种模型预测2010年景洪地区内橡胶林分布格局,并且运用2010年ALOS影像解译的橡胶林空间分布结果图来检验模型的预测模拟结果。研究发现:1.两个模型模拟结果人工目视检验差异明显,Geomod模型的预测模拟结果与影像分类的结果更加接近;2.两个模型ROC分析精度较高,都大于0.65,且AUC值基本一致;3.利用模糊矩阵精度检验结果表明,Geomod模型从栅格象元的数量、匹配的准确性以及总体精度高于CA-Markov模型的预测模拟结果。     

基于灰色广义回归神经网络模型的城市耕地面积预测

为提高原始数据呈非线性、随机性变化、样本量较小时城市耕地面积的预测精度,将无偏GM(1,1)模型与广义回归神经网络相结合,建立了基于灰色广义回归神经网络的城市耕地面积预测模型,并将其应用于平顶山市耕地面积预测,结果表明该模型精度高,具有一定的应用价值.     

一种基于EEMD-RFR的水库滑坡台阶状位移预测模型

水库滑坡的位移与周期性的库水波动和季节性降雨等诱发因素关系密切,由于库水位升降和降雨的作用,滑坡累计位移变形曲线呈明显的"台阶状",准确、及时地预测此类台阶状位移对提升该变形的认识具有重要意义.为深入了解诱发因素对水库滑坡位移的影响,预测其变形演化趋势,本研究提出了一种基于集合经验模态分解(EEMD)和随机森林回归模型...     

元阳哈尼梯田及周边土地利用格局的时空变化分析

以哈尼梯田所在之元阳县为例,应用遥感和GIS方法,首次对该区域1974年、1992年和2000年3个时期的土地利用变化及其特点进行了分析.结果表明:(1) 从1974年至2000年,元阳县土地利用结构变化不大,均以有林地和灌木林为主,二者始终占元阳县总面积的50%以上.其次为水田和旱地,分别占元阳县总面积的15%和20%左右,其他土地利用类型如园地和未利用地所占比例较小.(2)土地利用总体来说,有林地、水田、旱地和未利用地呈现减少趋势;灌木林、荒草地和园地呈增长趋势.(3)从1974年到2000年这27年问不同土地利用类型的相互转化比较复杂,主要发生在有林地、灌木林和荒草地及水田和旱地之间,最显著的演变过程有旱地-水田、旱地-荒草地、灌木林-有林地、有林地-灌木林、灌木林-园地、灌木林-未利用地.(4)政策和经济因素可能是造成元阳县土地利用变化的主要原因.     

内蒙古西鄂尔多斯国家自然保护区植被的遥感分布特征及变化探测

西鄂尔多斯自然保护区位于荒漠、半荒漠地带的中国北方生态环境脆弱带上,保护区内的植物从第三纪演化至今仍带有荒漠特有种群标记,对研究环境演化、生物多样性、全球变化等都具有重大的学术价值和诊断意义,受到国内外生物学、生态学、地理学等学科研究者的极大的关注。利用传统的研究方法和样方统计方法不仅费时、费工,而且进展缓慢,另外,很难实现对保护区植物分布规律与生境的全面了解与监测。我们利用Landsat-5、7卫星提供的1987年9月的TM和1999年8月的ETM数据,两景不同时相的数据间隔12年,分辨率为30m;1∶25万的DEM数据;地面样方统计数据等。用遥感技术对西鄂尔多斯珍稀濒危植物群落进行分布规律和变化探测的研究,可以快速、大范围、准确、实时获取资源环境状况及其变化数据,建立三维立体景观虚拟现实图,再结合野外实地考察样方统计数据的综合分析,揭示了间隔12年植被分布规律和植被覆盖动态变化情况。为合理利用这些植被资源,对受损荒漠生态系统的恢复提供了依据,同时,对于保护和改善我国荒漠地区的生活环境和探索荒漠地区可持续发展也具有重要的意义。     

基于3S技术和USLE的深圳市茜坑水库流域土壤侵蚀强度预测研究

基于RS、GPS和GIS(3S技术)的集成提出了USLE 6大因子的算法,在建立的专题地理信息数据库基础上,运用USLE对深圳市茜坑水库流域的土壤侵蚀强度进行预测和估算.结果表明:整个流域90.5%的区域土壤流失强度为中度以下,强度侵蚀以上的区域虽然仅占整个流域面积的9.5%,但是年土壤侵蚀量达到了整个流域土壤侵蚀量的49.4%.流域土壤侵蚀强度和植被覆盖情况明显相关,茜坑水库流域的东北山区部分是整个流域的严重侵蚀区.研究证明:在3S技术集成支持下,采用USLE对流域的土壤流失强度进行预测和估算的方法具有直观、方便、快捷的优点,成果能充分满足小流域水土保持工作的需要.     

轨道周期转型时间及模式分析

诸多研究表明在第四纪阶段，气候变化的主导周期曾发生了从4lka向100ka转变。但对于周期转型发生的时间，周期转型的模式是渐变还是突变，以及周期转型发生的原因仍处于纷争之中。笔者运用带通滤波、奇异谱分析和小波分析等数学方法，对柴达木盆地达参1井自然伽玛(GR)曲线、宝鸡黄土粒度曲线，以及ODP677孔、ODP659孔、ODP758孔的δ^18O记录进行了对比研究，结果表明，周期转型开始时间大致始于1．4Ma～1．2Ma，此后经历了一个地轴倾斜周期逐渐减弱，偏心率周期逐渐增强的过程，至0．8Ma之后偏心率周期的主导地位才最终确立，因此周期转型的模式是逐渐过渡的。     

西北太平洋边缘海区海面变化多尺度解析及空间分异

利用MODWT对西北太平洋边缘海区8站位1965~2005年验潮序列进行多尺度分解,讨论了该区域海面变化多尺度波动特征及空间分异。结果显示年周期组分振幅随纬度增大而逐渐增大,半年周期组分振幅以中国沿岸最大,其余站位相对较小。年际尺度的波动中ENSO信号与1~2年尺度的准周期波动存在模态混叠现象,表现为对序列构形和不同时段的相关关系的影响。利用ICA方法从小波分解的年际尺度和信号中分离出的ENSO信号,表明不同纬度海面对ENSO事件的响应整体上呈现向高纬衰减的变化特征。基于小波相似性的分析结果显示,低纬各站海面对ENSO在各尺度上均呈现出显著的负相关,而中高纬地区则呈现出正相关。1980年之前和之后中高纬地区的海面对ENSO的响应出现了显著的差异,这可能与ENSO自身频率的调整有关。     

基于CMIP5模式的干旱内陆河流域未来气候变化预估

我国西北干旱半干旱地区水资源短缺、生态环境脆弱,未来气候变化预估对水资源管理具有重要的现实意义。以黑河流域为研究区,基于1960-2014年月值NCEP再分析资料与气象要素实测资料,建立逐步回归降尺度模型;针对模型不足,提出一种补充逐步回归降尺度模型;经2006-2014年CMIP5中CNRM-CM5模式的区域适用性评价,选取适宜模型进行2016-2060年CNRM-CM5模式下的流域未来气候变化预估。主要结论为：（1）补充逐步回归模型的模拟效果总体要好于逐步回归模型,两模型对流域气温的模拟效果要好于降水。（2）降尺度模型的CNRMCM5模式适用性评价表明,RCP4.5与RCP8.5路径下,补充回归模型的适用性总体好于逐步回归模型。（3）两种路径下,黑河流域上中游未来年均降水量分别为324.94 mm、330.15 mm,未来流域降水分布的不均匀性增强。（4）两种路径下黑河流域中下游未来年均气温分别为10.25℃、10.77℃。     

Modeling spatial and temporal change of soil erosion based on multi-temporal remotely sensed data

In order to monitor the pattern, distribution, and trend of land use/cover change (LUCC) and its impacts on soil erosion, it is highly appropriate to adopt Remote Sensing (RS) data and Geographic Information System (GIS) to analyze, assess, simulate, and predict the spatial and temporal evolution dynamics. In this paper, multi-temporal Landsat TM/ETM+ remotely sensed data are used to generate land cover maps by image classification, and the Cellular Automata Markov (CA_Markov) model is employed to simulate the evolution and trend of landscape pattern change. Furthermore, the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) is used to evaluate the situation of soil erosion in the case study mining area. The trend of soil erosion is analyzed according to total/average amount of soil erosion, and the rainfall (R), cover management (C), and support practice (P) factors in RUSLE relevant to soil erosion are determined. The change trends of soil erosion and the relationship between land cover types and soil erosion amount are analyzed. The results demonstrate that the CA_Markov model is suitable to simulate and predict LUCC trends with good efficiency and accuracy, and RUSLE can calculate the total soil erosion effectively. In the study area, there was minimal erosion grade and this is expected to continue to decline in the next few years, according to our prediction results.     

A diatom model for inferring sea level change in the coastal waters of Hong Kong

Diatoms were identified and enumerated from surface sediments of 25 sites in Double Haven, Hong Kong. The relationship between diatom species distribution and 14 environmental variables was examined using Detrended Correspondence Analysis (DCA) and Canonical Correspondence Analysis (CCA). Water depth was identified as the most important environmental variable influencing the distribution of diatoms in Double Haven. Subsequently a Weighted Average (WA) calibration model was developed to infer water depth. The reliability of the model was evaluated by the error of prediction (RMSE_boot= 3.479) and the correlation (r ²= 0.7342) between observed and diatom-inferred values. This predictive calibration model has the potential to infer past sea level change in Hong Kong and the adjacent coastal areas.     

Scenarios analysis based on CLUE model in of land use change Jiangxi Province by 2030

引入“一切照常情景”、“规划情景”和“优化情景”三种生态系统变化情景,采用CLUE模型,对江西省2001～2030年的土地利用空间变化进行模型模拟,并用2005年的土地利用现状图对模拟结果进行了验证。研究表明：在“一切照常情景”中,耕地持续减少;建设用地急剧增加;林地面积基本保持稳定。在“规划情景”中,耕地持续增加;建设用地略有增加,并在2020年后基本保持不变;林地总面积变化不大,但是高密度森林面积比重增大;河流和湖泊面积略微减少,湿地面积大幅增加。在“优化情景”中,森林增加趋势较“规划情景”有所减缓,河流和湖泊,湿地均有显著增加。本研究对研究区今后的土地利用规划修编和土地可持续性管理具有重要的指导意义。