基于过程对象的地表覆盖变化时空过程表达模型

时空过程表达是时空数据分析、规律发掘等研究热点的基础。本文从土地利用/地表覆盖变化(land use/cover change,LUCC)时空数据分析和规律发掘应用角度出发,提出了一种基于过程对象的时空过程表达模型,阐述了该模型的时空过程判定方法和存储管理方法。该模型将地表覆盖斑块看作时空对象,将斑块自身变化和相互转化以对象时空过程的形式表达;通过时空过程的组合来表达空间范围更广的时空变化,使斑块变化与景观格局总体变化联系起来。该模型可用于面状地理实体的时空演变模拟和变化规律挖掘等。通过对黑龙江大兴安岭地区地表覆盖时空过程对象的建立、检索与分析,验证了模型的有效性。     

一种面向LUCC的时空数据存储管理模型

为满足土地利用和地表覆盖变化(land-use and land-cover change,LUCC)动态监测中时空数据统计分析、时空过程模拟、时空演变分析预测、时空数据挖掘的应用需求,需将LUCC数据存储管理方式由单一空间数据推进至时空数据存储管理。本文提出一种基于快照和面向对象的混合时空数据模型,支持矢量和栅格时空数据存储管理、LUCC时空过程模拟、LUCC时空过程建模参数提取和成果数据管理与发布。基于该模型研发了LUCC时空信息系统原型,以LUCC时空信息统计、地表覆盖斑块时空过程模拟、地表覆盖时空转移矩阵计算为例,验证了模型的可行性。     

基于参数最优地理探测器的西藏冰湖时空变化与影响因素研究

随着全球变暖的加剧,西藏地区冰湖的规模不断扩大,由此可能会发生冰湖溃决自然灾害。本文基于GIS空间分析和参数最优地理探测器方法,分析了西藏地区1990年至2015年间冰湖时空变化以及各环境因子:冰湖海拔、年总降水、年平均温度、年相对湿度、冰川面积变化、GDP、人口密度的影响程度。结果表明:(1)25年间冰湖总数量和总面积的增长率分别为2.57%、6.32%,各个面积大小的冰湖在不同的海拔都有增长,增长最多的是小型冰湖(面积小于0.1 km²),西藏冰湖增长方向性显著,数量分布和面积分布离散程度高,基本分布在西藏东部和南部地区。(2)通过Pearson相关分析,西藏冰湖变化主要受该地区冰川面积变化以及降水量大小影响。(3)地理探测器中,冰川面积变化对冰湖变化影响强度最高,q值为0.5006;交互作用探测中,温度因子与冰川面积变化因子交互作用后对冰湖变化影响解释力最强,且呈非线性增强关系,除温度因子以外,冰湖变化受各因子交互作用影响强度高。     

中国土地利用变化现代过程时空特征的研究：基于卫星？…

为实现土地利用变化现代过程的卫星遥感研究,须建立时间序列完整的空间型遥感数据平台。在此基础上,通过建模分析,可以有７效地研究土地利用变化的现代过程。其中包括土地利用变化的时间动态特征和空间动态特征。为探讨基珩卫星遥感数据的中国土地利用变化现代过程研究的方法论,采用陆地卫星ＴＭ分层抽样方法,对全国土地利用类型区域组合、土地利用程度变化和土地利用动态度进行了分析。     

近百年来贵州高原气温时空演变特征及趋势

在全球气候变暖背景下,气温变化具有显著的地域差异,认识区域气温变化特征,对于生态安全和可持续发展是非常重要的。本文基于CRU、MODIS遥感数据以及气象站观测数据,使用累积距平、一元线性回归、5a滑动平均、线性倾向率、R/S分析等方法,揭示了贵州高原气温的时空演变特征及对生态安全的影响。结果表明:（1）在空间上,贵州高原气温时空演变历史过程具有地域差异性和季节性,总体呈南高北低的空间分布格局,春季和冬季气温空间分布特征比较相似,夏季与春季、冬季特征近似相反,秋季空间分布不明显,主要受到海拔和纬度的影响;（2）1901以来,气温呈现出以-0.31 ℃/century的速率波动下降趋势,且以秋季为主;（3）1951年以来,气温呈现出以0.71 ℃/century的速率波动上升趋势,且以秋季为主;（4）2000年以来,气温呈现出以-5.43 ℃/century的速率波动下降趋势,且以冬季为主,具有一定的年际性和季节性。综上所述,贵州高原气温呈现下降趋势,且主要受到海拔和纬度的双重影响。本研究结果为研究区合理利用气候资源、区域产业结构调整、生态环境保护工程等提供决策支撑。      

中国土地利用变化现代过程时空特征的研究──基于卫星遥感数据

为实现土地利用变化现代过程的卫星遥感研究,须建立时间序列完整的空间型遥感数据平台。在此基础上,通过建模分析,可以有效地研究土地利用变化的现代过程,其中包括土地利用变化的时间动态特征和空间动态特征。为探讨基于卫星遥感数据的中国土地利用变化现代过程研究的方法论,采用陆地卫星TM分层抽样方法,对全国土地利用类型区域组合、土地利用程度变化和土地利用动态度进行了分析。     

应用改进的时空地理加权模型分析城市住宅价格变化

以深圳市为例对城市住宅价格进行时空地理加权统计回归分析,揭示城市住宅价格在时间与空间方面的变化趋势。研究结果表明,时空地理加权回归模型不仅能够分析相关因素在空间的差异性上对住宅价格具有重要影响,还能够揭示其在时间上的差异性,得出相关因素对住宅价格影响是随时间和空间变化的特点。依据模型的拟合度标准,GTWR能够从OLS的0.617,GWR的0.736提高到0.895。AIC标准的统计信息则表明,GTWR模型明显优于OLS与GWR模型。     

黄土坡面侵蚀产沙时空演变的REE示踪技术研究

室内交叉布设不同的稀土氧化物,通过人工模拟次降雨,在同一试验条件下,对坡面侵蚀沿顺坡方向和深度方向的演变过程同时展开研究。结果表明:REE示踪技术对定量研究土壤侵蚀具有较高的精度;降雨前期,片蚀与细沟侵蚀发育程度基本相当;后期细沟侵蚀占据坡面侵蚀的主导地位,其侵蚀平均加速度和平均侵蚀率分别是片蚀的15倍、9倍;试验结束,细沟侵蚀占据坡面总侵蚀的90%;本试验条件下,坡面下1/3区域为侵蚀活跃带。     

基于遥感计算云平台高原山区植被覆盖时空演变研究——以贵州省为例

为揭示喀斯特山区植被时空变化规律,选取2000-2018年间1 748景30 m分辨率Landsat-NDVI影像,结合35个气象站点数据,辅以像元二分模型、线性趋势分析及地理探测器等方法,对贵州省19年间年植被覆盖度进行定量估算,分析其植被覆盖度时空变化特征及驱动因素。结果表明:（1）贵州省中、高植被覆盖度以上的区域面积占比约63%,其中高植被覆盖度区域面积占21.16%,主要集中分布于碎屑岩地区。（2）近19年来,贵州省植被覆盖度总体缓慢趋好,年均增长速率为0.4%,严重石漠化样区多年最大植被覆盖度均值始终低于整体植被覆盖度均值。（3）研究期间贵州省植被覆盖度以轻微改善、基本不变两个等级为主,两者面积比重之和约为95.4%,退化区域主要分布在城镇周边,面积比重约为3.8%。（4）气象因素、地理区位各因子间交互作用对植被覆盖度空间格局影响大于单因子作用。综上所述,城镇面积扩展、石漠化治理工程、地理区位及气象因素等是影响植被恢复与生态环境重建的关键要素,研究植被覆盖度多年动态特征力求为相关部门的水土保持、生态环境保护及石漠化治理提供重要的基础数据及科学参考。      

渭河流域1980~2010年土地利用变化的时空异质性研究

土地利用变化是地球关键带地表过程演变的重要表征。本研究基于渭河流域1980年、1995年和2010年3期土地利用数据、地形数据及河流汇演关系将研究区划分为渭河上游段、泾河段、北洛河段和渭河中下游段4个空间区域,综合利用土地利用动态度、类型动态趋势和土地利用转移矩阵的方法,定量分析了该流域的土地利用变化时空异质特征,并结合地形分布分析了其变化规律。结果表明：渭河上游段地形以丘陵为主,中下游段以山地和平原为主,而泾河段和北洛河段均以丘陵和平原为主。各空间区域土地利用类型均以耕地、草地和林地为主,土地利用转移也主要发生于这3种类型之间。1980~2010年间,渭河流域的耕地面积整体呈减小趋势,草地和林地面积整体上呈增长趋势,而建设用地面积持续增长。其中,耕地面积减少以渭河中下游段最为明显,减少498km²,草地面积在渭河上游段与北洛河段减少,而在中下游段和泾河段有所增长,林地面积在4个区域中均呈增长趋势。在研究时段内,地形分区影响着土地利用类型的转化特征：山地区以耕地向林地和草地的转化为主;丘陵区以草地和耕地向林地的转化为主;平原区则主要以耕地向林地、草地和建设用地三者的转化为主,其中建设用地为主要转入类型。

     

岩浆不混溶分异过程动力学分析

根据实验和具体实例,从岩浆不混溶分异过程分析了不混溶球体相随粒经大小而发展演化的阶段性。在早期,数十微米级以下细小的不混溶球体相互相碰撞合并作用剧烈,生长迅速,正因为如此,以及岩浆结晶作用影响,这种球体相一般难以保存下来。另一极端情况是不混溶相生长到米级以上粒径的球体相时,由于快速的重力分离作用,也难以呈球状保存下来,而形成较大规模的分异层状体。只有毫米级到厘米级的不混溶球体相,由于发展缓慢,容易保存,以致可以在火成岩中看到这种球颗（粒）结构。有时微米级球体可以在淬冷火山岩基质中得以保存。从力学角度看,岩浆不混溶相的发展过程是一种有效的岩浆分异演化机理。     

气体水合物生成实验过程动态监测:一种新的ERT方法及其效果分析

现阶段适用于天然气水合物资源开采过程获得其空间分布变化的现场监测技术仍不完善.以电阻率层析成像(ERT)技术为基础,研发一套新的ERT阵列(由两组平行的垂向电极组合而成,每组阵列有24个环形电极)应用于水合物储层动态变化监测模拟实验.通过开展物理模拟实验,采用新的E RT方法对水合物生成过程进行了动态监测,并分析了动态...     

虚拟地理信息技术的地下水动态模拟分析应用

针对现有地下水流模拟软件在数据预处理、三维可视化效果等方面的不足,以Visual C⁺⁺ 6.0为主要开发环境、OpenGL为三维图形显示与渲染工具,以地下水及其赋存地质体观测记录为主要数据源,实现了数据处理、建模、存储、调度、查询以及真三维可视化,在此基础上完成了地下水动态模拟分析功能,实现了虚拟地理信息技术在地下水工作中的系统应用,具有功能开放、丰富、灵活的特点。     

频率分析中特大洪水处理的新思考

按以不确定性较小的实测洪水系列为主的原则,对含特大洪水系列的频率计算方法,包括经验频率、参数估计和适线问题进行了讨论,并结合实例作了剖析,提出了改进意见。     

低勘探程度盆地成藏动力学过程:以西湖凹陷中部地区为例

基于地质类比方法,综合运用地质、地球物理、地球化学等资料及盆地模拟技术恢复了西湖凹陷中部地区油气成藏动力学过程.结果表明:研究区内沉积充填和构造沉降具有幕式演化特征,并以始新世地层沉积厚度最大、沉积-沉降速率最高;烃源岩有机质热演化具有成熟时间短、生油窗窄、生气窗宽的特点;主力烃源岩平湖组进入成熟生烃门限的时间早,生排烃能力强,且生排烃过程发生在晚渐新世至早-中中新世期间;研究区油气运移和油气聚集主要受控于古构造面,保俶斜坡带和天屏断裂陡坡带以平行流为主,中央背斜带以汇聚流为主,存在多个有利油气聚集区,油气聚集作用主要发生在龙井运动(7 Ma)以来.      

Analysis of A New Model for Unsaturated Flow in Porous Media Including Hysteresis and Dynamic Effects

A new model for unsaturated flow in porous media, including capillary hysteresis and dynamic capillary effects, is analyzed. Existence and uniqueness of solutions are established and qualitative and quantitative properties of (particular) solutions are analyzed. Some results of numerical computations are given. The model under consideration incorporates simple play-type hysteresis and a dynamic term (time-derivative with respect to water content) in the capillary relation. Given an initial water content distribution, the model determines which parts of the flow domain are in drainage and which parts are in imbibition. The governing equations can be recast into an elliptic problem for fluid pressure and an evolution equation for water content. Standard methods are used to obtain numerical results. A comparison is given between J.R. Philip's semi-explicit similarity solution for horizontal redistribution in an infinite one-dimensional domain and solutions of the new model.     

Analysis of A New Model for Unsaturated Flow in Porous Media Including Hysteresis and Dynamic Effects

A new model for unsaturated flow in porous media, including capillary hysteresis and dynamic capillary effects, is analyzed. Existence and uniqueness of solutions are established and qualitative and quantitative properties of (particular) solutions are analyzed. Some results of numerical computations are given. The model under consideration incorporates simple ‘play’-type hysteresis and a dynamic term (time-derivative with respect to water content) in the capillary relation. Given an initial water content distribution, the model determines which parts of the flow domain are in drainage and which parts are in imbibition. The governing equations can be recast into an elliptic problem for fluid pressure and an evolution equation for water content. Standard methods are used to obtain numerical results. A comparison is given between J.R. Philip's semi-explicit similarity solution for horizontal redistribution in an infinite one-dimensional domain and solutions of the new model.