雄安新区中小学生防震减灾科普知识现状调查研究

为了解雄安新区防震减灾科普教育在中小学校园内开展情况及学生对防震减灾知识的认知和需求,课题组2020年年底在雄安新区3县选取部分中小学开展问卷调查.调查表明,雄安新区中小学生对防震减灾知识关注度较高且参加意愿较强,对地震应急避险知识认知水平较高,在地震预警常识、地震谣言辨别方面处于中等偏上水平,但震后救援、自救互救认知...     

雄安新区地震危险性评估

地震危险性评估对确定工程抗震设防等级、制定城市规划与减轻地震灾害等具有重要意义.由于传统分析方法存在诸多缺陷,用其对特定区域进行地震危险性评估可靠性差.本文基于孕震断层多锁固段脆性破裂理论,提出了利用岩石破裂自相似性预测研究区标志性预震的方法,并进而创立了一种以地震物理预测为基础的地震危险性评估新方法.雄安新区位于唐山地震区内,近邻运城地震区.基于唐山和运城地震区地震趋势分析结果及主要断裂展布与雄安新区位置关系,在唐山地震区内划分了保定研究区,在运城地震区内划分了行唐和十渡研究区.采用上述方法,预测了这三个区将发生的较大预震.根据某些学者提出的地震烈度经验公式,评估了唐山地震区发生标志性地震、预震及运城地震区发生预震导致的雄安新区地震烈度.结果表明,未来50年内,雄安新区抗震设防烈度从原7度调整为8度为宜.

     

雄安新区现今地温场特征及成因机制

雄安新区位于渤海湾盆地冀中坳陷内,区内主要包含有牛驼镇凸起、容城凸起、高阳低凸起等次级构造单元.通过分析该区最近实测的8口钻井测温曲线和108块岩石热导率实测数据并结合前人的研究成果,对雄安新区内部地温梯度、大地热流分布规律等进行了分析.结果表明雄安新区内部不同构造单元地层的地温梯度在垂向上可划分为两段：上部沉积盖层段,地温梯度值在25.2~58.9℃·km^-1之间;下部白云岩段地温梯度较低,主要在5℃·km^-1附近.同时地温梯度在平面上具有明显的区域性特征,牛驼镇凸起地温梯度值最高,范围为46.5~58.9℃·km^-1;容城凸起区地温梯度次之,范围在32.0~40.9℃·km^-1之间;凹陷及低凸起区地温梯度较低,唯一的实测值显示为25.2℃·km^-1.通过搜集的热流值绘制的热流图也显示出凸起区热流值高,凹陷区热流值相对较低的特点.雄安新区较高的现今地温场特征与其处于弧后拉张的构造背景相关.同时,基岩地层凹凸相间的格局、砂泥质盖层直接覆盖在碳酸盐地层之上的地层组合、热储层段内的地下水对流作用、断裂的发育等共同造成了雄安新区较高的现今地温场特征.

     

基于土壤气体地球化学的雄安新区活动断裂空间展布及活动性探讨

通过密集测点和跨断裂测线土壤气体地球化学野外流动观测,获取了雄安新区土壤气体Rn、CO₂和Hg浓度的区域背景场资料及跨断裂剖面分布特征。结合Q-Q图频率统计法和Kriging插值对雄安新区土壤气体地球化学背景进行综合分析发现,雄安新区断裂来源土壤气体Rn、CO₂和Hg的浓度高值呈串珠状聚集于牛东断裂、牛东分支断裂1、牛东分支断裂2、容城断裂和徐水—大城断裂沿线,表明这5条断裂可能是研究区较为活动的断裂带,根据气体浓度高值优势方向及城市活断层探测结果,进一步限定了各断裂的空间展布态势。各活动断裂不同段气体浓度相对强度的计算结果显示,新区断裂活动性由东南向西北方向递减,牛东分支断裂2的活动性最强,其Rn浓度相对强度高于首都圈地区的18条主要活动断裂。由于观测范围的局限性,各活动断裂不同段土壤气体浓度相对强度并无明显差异。     

雄安新区剪切波速剖面VS30估算模型研究

本文基于雄安新区起步区区域性地震安全性评价工程435个钻孔剖面数据,选取其中300个钻孔剖面进行回归分析,利用剩余的135个钻孔剖面数据进行模型可靠性检验。研究结果表明,当钻孔剖面深度小于15 m时,Boore等模型明显低估了V_S30;当深度小于10 m时,本研究中对数线性模型、对数二次模型、对数三次模型存在约3%的低估现象;对数三次模型相对误差、残差标准差均较小,因此,对数三次模型更适用于估算雄安新区缺乏钻孔资料或钻孔剖面深度未达30 m的 V_S30。     

生态补水对白洋淀湿地植被格局的影响

白洋淀位于雄安新区腹地,是雄安新区重要的生态屏障与后花园,生态补水与植被恢复是白洋淀生态修复的重要内容.本文运用遥感影像资料,对比分析了雄安新区设立以来(2017年和2020年)白洋淀挺水植被、沉水植被、陆生植被、开阔水域、建设用地和裸地6种土地利用类型的变化趋势,深入剖析了挺水植被、沉水植被和陆生植被的时空分布格局、生长期内逐月生物量变化及其演替规律,探讨了水位变化对挺水植被和沉水植被生物量的影响,分析了雄安新区设立以来生态补水对淀区植被恢复的整体效果.结果表明:白洋淀水生植被主要分布在淀区北部、西北、西南和沿岸水深较浅的区域,相比2017年雄安新区设立之初,生态补水作用下,2020年淀区水位平均上涨0.63 m,沉水植被、陆生植被分布面积分别扩大了7.5%和21.4%,挺水植被和裸地面积则缩减了19%;挺水植被在8月生物量达到最大值,其分布面积和生物量随水位的增加整体呈减小趋势,同时受季节演替影响,温度升高则会显著促进挺水植被生长;与之相反,沉水植被随季节演替,其年内生物量最大出现在5、9和10月,但分布面积未有明显变化,且其生物量变化受水位影响不明显.总体而言,雄安新区设立以来,白洋淀年内植被生物量明显增加,为淀区水环境质量和水生态安全提供保障.     

基于多源遥感数据的巢湖水华长时序时空变化(20092018年)分析与发生概率预测

湖泊富营养化导致的水华问题严重影响了淡水资源的利用和保护,快速、全面、准确的监测水华信息对于湖泊水环境的治理具有十分重要的意义.本文以巢湖为研究区域,利用多源光学遥感影像和时空融合技术,采用波段融合的方式将NDVI指数波段加入到遥感影像当中,并通过监督分类解译水华信息,以此揭示20092018年10年间巢湖水华的时空变...     

青海湖最近25年变化的遥感调查与研究

青海湖是我国最大的内陆水体,它及其流域的生态环境近来一直倍受广泛关注．其水位下降、湖水面积缩小、湖体分离等更是研究的热点问题．本文针对这些问题展开遥感调查与研究,收集了多时相、多种信息源的影像数据;分析了1975年至2000年25年以来湖泊的变迁及成因,湖岸变化及湖体分离状况;用遥感方法反推25年以来湖水位的变化;计算了1975、2000年两个年份的湖水面积,并遥感分析了湖水面积萎缩的原因．此外,对青海湖进行了实地调查与水深测量,建立了该湖泊水深反演模型．     

基于GIS的遥感影像管理技术研究

结合黑龙江省国土资源遥感信息管理系统的建设,阐述海量影像无缝数据库管理系统实现的关键技术,包括海量遥感影像的快速显示和查询,以及影像管理中一些辅助功能的开发实现,从而实现了一个多时态、多尺度、多分辨率、多数据源、多种类的遥感影像数据库系统,并且满足遥感影像、矢量和属性数据的高效存储要求。     

基于遥感特征指数的地表水体自动提取技术研究

为了从海量遥感数据中有效地提取地表水体信息,并提高自动化提取效率,提出了一种基于遥感特征指数的地表水体自动提取方法.该方法选取归一化植被指数(NDVI)、归一化建筑指数(NDBI)和修正归一化水体指数(MNDWI)作为遥感特征指数集,并根据这些指数构建了遥感特征指数曲线.通过分析,发现地表水体在特征曲线中单调上升,植被在特征曲线中单调下降,而其它地物并无此特征.因此,根据这一规律,利用ERDAS IMAGINE软件建立了自动化提取模型.通过与其他方法对比,表明所建立的模型在精度和自动化方面都明显优于其他方法,可用于海量数据地表水体的自动提取.最后,在ARCGIS环境下,并通过决策树模型初步实现了地表水体的自动分类.     

基于遥感影像的区域景观格局分析

以资源丰富的南京市浦口区35个村庄为研究对象,基于遥感影像、地理信息技术以及景观生态学理论,分析并揭示区域景观格局演变特征.结合浦口区分村域的景观资源利用指数、资源利用类型指数、居民聚集指数以及产业结构指数构建乡村发展模式.研究结果表明:浦口区域乡村景观格局的变化特征较为明显,呈现出CL景观的快速缩减;研究区的景观格局在人类活动作用下,斑块聚集度增强,多样性指数及均匀度指数均为持续上升,各个景观类型在研究区域表现趋于稳定;最后,根据村域指数分布结果和区域景观资源分布情况,提出生态有机农业型、生态休闲旅游型、生态科学技术型3种发展模式,为促进区域乡村可持续发展提供了科学依据,同时对我国乡村规划建设具有重要的理论意义.     

基于多源遥感的极震区破裂带与数据平台可视化研究

地震是一种以力学运动为主体的自然现象。因此,测量并掌握地壳的力学状态与力学运动,是地震学与地震预报研究中最为重要的基础性工作。获取大范围的地表连续覆盖的同震位移形变场图像,并利用这些地表同震形变场来揭示震源破裂面的断层位移和运动速率等的几何学和运动学特征,对深入了解地震重复间隔、潜在震源区等问题,从而认清地震应力应变的积累与释放过程,具有重要意义。另外,震后地表实际破裂带的分布及其性质和特征,对于更好地理解地震破裂过程和破坏强度及评价周围地区未来强震或强余震的危险性等都具有重要参考价值,且可以为地球物理解提供更好的约束条件。     

富营养化水体浮游植物遥感监测研究进展

随着湖泊流域经济的快速发展,蓝藻水华频繁暴发的现象越来越严重,水体富营养化已经成为国内外重大环境问题.浮游植物是水体的初级生产者,是衡量水体富营养化程度的主要指标之一,遥感技术则是探测水体浮游植物时空分布的重要手段.在收集整理近千篇国内外水体浮游植物遥感研究论文的基础上,从卫星数据源、研究内容及研究方法等角度,总结了遥感技术在富营养化湖泊浮游植物监测应用的历史进展、研究重点及发展趋势.研究表明,现有的富营养化水体浮游植物遥感研究,以湖泊蓝藻水华问题为切入点,研究视角由水体表层(藻华面积、色素浓度)转至水下三维(藻总量),研究方法从定性识别转向定量反演,研究内容从监测蓝藻水华推进到探测不同类群蓝藻,逐渐形成了以应用为导向,"MODIS/VIIRS大中型湖泊日常监测—GF/Sentinel2小型湖泊针对性监测—无人机应急监测"的浮游植物遥感综合监测体系.上述研究梳理了富营养化水体浮游植物遥感监测湖泊水环境学科的发展动向,以期为从事蓝藻水华生态灾害监测和预警人员提供重要的技术支撑和理论参考.     

Time series analysis of optical remote sensing data for the mapping of temporary surface water bodies in sub-Saharan western Africa

A map of temporary small water bodies (TSWB) at 1 km resolution was derived for the arid, semi-arid and dry sub-humid regions of sub-Saharan western Africa where the spatio-temporal distribution of actual surface water occurrence exhibits high inter- and intra-annual variability. Water bodies and humid areas have been mapped and characterized by the analysis of 10 daily small water bodies (SWB) maps based on SPOT VEGETATION (VGT) data spanning the period January 1999–September 2007. Further analysis of the SWB time series provided additional information about the seasonal recurrence of water bodies as well as their hydrological function. A map derived from a continuous time series assures the inclusion of temporary features, a clear advantage compared to other datasets, which are based on several single date observations. The method described in this paper targets at a rapid creation of TSWB maps based on the SWB time series for different time intervals and regions.An accuracy assessment has been carried out with a stratified random sampling approach and a one-stage cluster analysis that relies on high-resolution satellite data to verify the detected water bodies. The overall accuracy, considering only the commission error, is 95.4% for the whole study region, with best results in the arid and semi-arid climate zone. The method to map water bodies delivers satisfactory results, particularly for sparsely vegetated areas as well as flat areas of the study region. In more humid, more vegetated areas and in mountainous areas, the possibility of false detections increases due to surface characteristics.     

Discrete wavelet‐based trend identification in hydrologic time series

Trend identification is a substantial issue in hydrologic series analysis, but it is also a difficult task in practice due to the confusing concept of trend and disadvantages of methods. In this article, an improved definition of trend was given as follows: ‘a trend is the deterministic component in the analysed data and corresponds to the biggest temporal scale on the condition of giving the concerned temporal scale’. It emphasizes the intrinsic and deterministic properties of trend, can clearly distinguish trend from periodicities and points out the prerequisite of the concerned temporal scale only by giving which the trend has its specific meaning. Correspondingly, the discrete wavelet‐based method for trend identification was improved. Differing from those methods used presently, the improved method is to identify trend by comparing the energy difference between hydrologic data and noise, and it can simultaneously separate periodicities and noise. Furthermore, the improved method can quantitatively estimate the statistical significance of the identified trend by using proper confidence interval. Analyses of both synthetic and observed series indicated the identical power of the improved method as the Mann–Kendall test in assessing the statistical significance of the trend in hydrologic data, and by using the former, the identified trend can adaptively reflect the nonlinear and nonstationary variability of hydrologic data. Besides, the results also showed the influences of three key factors (wavelet choice, decomposition level choice and noise content) on discrete wavelet‐based trend identification; hence, they should be carefully considered in practice. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于卫星遥感资料的海洋表层流场反演与估算

为解决实际海流资料探测困难,难以大范围有效获取的问题,利用2000～2008年卫星高度计资料和QuikSCAT卫星遥感风场资料,开展了全球海表地转流和Ekman流的反演估算;针对不同纬度地区(赤道和赤道以外地区)地转效应和海洋运动差异,引入不同的运动学模型和反演估算方案,反演得到0.5°×0.5°的逐周全球表层流产品.对比分析表明,卫星资料反演估算的海洋表层流场能较为客观、准确地表现实际海表流场的基本特征,进而为海洋热量和海洋物质输送等研究提供了可用的海流数据信息.     

近20年青海湖湖水面积变化遥感

采用NOAA/AVHRR资料,对青海湖湖面进行水体判识,并利用线性混合模式对混合象元进行处理,定量估算了近20年青海湖湖水面积并分析了变化趋势,表明近20年青海湖湖水面积在不断减小,每年减少约4km2,并且青海湖干涸部分主要在其北部.进一步采用主成分分析和回归分析方法对青海湖地区降水、气温和蒸发量做了初步气候分析,表明青海湖地区降水减少、气温升高、蒸发量增加是青海湖湖水面积逐年减少的主要原因.     

雄安新区白洋淀冰封期水体污染特征及水质评价

为明确白洋淀冬季冰封期水污染特征,于2019年1月对白洋淀原始区、旅游区、生活区、养殖区和入淀区5个特征区域25个代表性采样点进行水样采集,选取温度、溶解氧(DO)、氨氮(NH_3-N)、亚硝态氮(NO_2--N)、硝态氮(NO_3--N)、总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数作为评价因子,采用单因子评价法、综合污染指数(K)法和主成分分析法对水质进行综合评价.结果表明:白洋淀冰封期不同功能区水体温差波动较小、DO浓度变化幅度大,TN和TP浓度较高.单因子评价表明,TN参与评价时,25个采样点中,Ⅲ类水体占28%,其余为Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类; TP参与评价时,Ⅲ类水体占16%,其余为Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类,综合看,白洋淀水质整体状况较差;综合污染指数法表明,生活区水质最好,入淀区河流水质最差,其中白沟引河、府河和瀑河3条入淀口河流水质状况最差,为重度污染,主要污染物为TN、TP;主成分分析法表明,入淀区的6条河流彼此间偏差较大,所受污染的影响因子存在较大差异,与主成分1和主成分2高度相关的理化指标是TN、TP.通过3种评价方法定性定量的有机结合,得出白洋淀冬季冰封期水质限制因子为TN、TP且该时期水体污染较严重,冰封期作为湖泊水体的重要时期,探明污染源并治理可显著改善湖泊水质,不仅为白洋淀水体治理提供最佳时机,也为治理和修复淀区水体污染提供指导意义.     

An operational two-layer remote sensing model to estimate surface flux in regional scale: Physical background

Based on the improved interaction mechanism of two-layer model, this paper proposed Pixel Component Arranging and Comparing Algorithm (PCACA) and theoretically positioning algorithm, estimated the true temperature of mixed pixel in four extreme points in combination with the measurements of dry and wet points in calibration fields and improved the reliability of positioning dry and wet line. A new two-layer energy-separation algorithm was proposed,which was simple and direct without resistance network parameters for each pixel. We also proposed a new thought about the effect of advection. The albedo of mixed pixel was also separated with PCACA. In combination with two-layer energy-separation algorithm, the net radiation of mixed pixel was separated to overcome the uncertainty of conventional energy-separation algorithm using Beer's Law. Through the validation of retrieval result, this method is proved to be feasible and operational. At the same time, the uncertainty of this algorithm was objectively analyzed.