地学信息图谱－空间分析模型构建与土地利用格局空间变化研究

文章以松嫩平原为例,开展土地利用格局空间变化研究。该区包括白城市、松原市等10个市县,土地面积46930km2。半个世纪以来,该区的土地利用格局发生了较大的变化,湿地萎缩、草地退化、土地沙化、土地盐碱化,荒漠化迅速发展,制约该区的可持续发展。本文以多元遥感数据为空间数据源,以3S技术为支持,以1km×1km的栅格单元为最小信息图谱单元,构建地学信息图谱－空间分析模型,进行土地利用变化研究; 土地利用格局及其影响因子的空间回归分析; 及土地利用格局空间变化趋势预测。研究结果表明,到2019年该区的土地利用结构与功能将发生巨大的变化,湿地、水域、草地的面积分别减少61.37%,52.45%和45.77%,盐碱地面积增加21.76%。盐碱荒漠化将进一步扩张。因此,必须及早制订相应的对策与方案。
文章将地学信息图谱方法与空间分析方法相融合,构成地学信息图谱－CA­Markov耦合模型,以栅格图谱数据－元胞图形数据进行模型运算,将复杂的、变化的生态景观特征以图谱的形式展现出来。从而使研究的全过程实现了栅格化、数字化、空间化、动态化和图谱化。     

基于GIS技术和CA-Markov模型的乌鲁木齐地区土地利用变化与预测研究

为研究乌鲁木齐地区土地利用变化特征并预测未来变化趋势,通过对乌鲁木齐地区1989年、2016年2期的遥感影像进行判读和解译,运用GIS技术分析研究区1989年、2016年土地利用时空变化特征。在此基础上,利用CA-Markov模型对乌鲁木齐地区2043年土地利用格局进行预测。结果显示,2016—2043年乌鲁木齐地区土地利用变化明显,城镇及工矿用地和交通运输地面积继续增加,耕地及草地面积继续缩小,但变化速率变缓。预测结果与乌鲁木齐市城市规划实行"南控北扩,东延西进"的空间发展规划一致,可为乌鲁木齐地区土地资源的合理利用、管理、规划及生态保护提供科学依据和技术支持。     

新疆喀什噶尔河流域1990-2010年土地利用/覆被及景观格局的变化特征

采用新疆喀什噶尔河流域1990、2000和2010年的Landsat-TM影像数据和中巴资源卫星数据, 结合GIS技术, 分析了喀什噶尔河流域近20 a土地利用/覆被及景观格局动态变化特征, 并对其变化原因进行探讨. 结果显示: 在1990-2010年喀什噶尔河流域耕地、建设用地、盐碱地、水域湿地、裸土地和其他未利用地面积呈不断增加趋势, 变化幅度分别为73.92%、51.44%、24.27%、10.24%、6.47%和2.98%; 林地、草地和沙地面积减少, 变化幅度分别为-4.13%、-17.16%和-0.73%; 裸石岩砾面积近20 a基本维持不变. 利用转移矩阵可知, 流域新增耕地面积主要来自于16.46%的草地和3.36%的林地; 新增建设用地主要来自于1.46%的耕地和0.22%的草地; 新增水域湿地面积主要来自于0.18%的草地; 新增盐碱地面积主要来自于0.28%的草地. 1990-2010年的20 a里喀什噶尔河流域耕地和水域湿地分布趋于集中, 景观优势度增强, 且斑块之间的联系不断增强. 林地和草地面积减少, 景观趋于破碎化, 景观优势度降低. 喀什噶尔河流域土地利用类型及景观指数的变化受人口、经济、政策和技术的多重影响, 导致流域耕地面积增加、植被退化. 因此, 合理利用流域水土资源对流域生态环境安全十分重要.     

扎龙湿地土地利用类型评价研究

扎龙湿地属于典型的芦苇沼泽湿地,由于扎龙湿地水环境的变化,扎龙湿地土地利用类型的变化为:耕地、居民地、盐碱地总体上略呈增加趋势,草地呈减少趋势,湖泊和水库、明水沼泽、芦苇沼泽等湿地面积变化与来水量的丰枯变化相关,明水沼泽和芦苇沼泽的变化趋势呈反相关.土地利用类型对湿地面积的影响程度最大的是居民地面积,其次是耕地、盐碱地、草地面积的变化.     

典型岩溶湖泊湿地流域景观格局动态变化及趋势预测

岩溶湖泊湿地流域作为景观格局变化的热点研究区域,探讨景观格局动态变化及预测趋势,为岩溶流域生态安全研究提供科学依据。应用遥感与地理信息系统技术,结合普者黑岩溶湖泊湿地流域实际情况,分别对该地区1990、1995、2000、2005、2010、2015 年6 期遥感影像进行分类、解译,系统地获取地区景观格局状况,分析动态变化特征,并运用CA-Markov 模型对未来湿地景观格局进行模拟预测。结果表明:1990?2015年普者黑岩溶湿地流域景观格局随时间变化显著,景观破碎化程度总体呈现增加趋势,斑块数（NP）从861增加到889,景观类型的优势斑块面积在逐渐增加,而多样性指数从1.064下降到0.966;2020?2030年普者黑岩溶湿地流域建筑用地、农地和湿地景观类型面积在增加,农地和林地在减少,其中,较为突出的是建筑用地占有率由2.79%上升到2.97%,农地占有率60.12%增加到60.74%,湿地占有率6.67%上升7.02%,而林地占有率由26.70%下降到26.40%。景观格局进行预测可以发现湿地面积、建筑用地面积和农地变化幅度最大,本文相关研究和预测结果可为普者黑流域生态保护提供一定的建议和参考。      

基于CA-Markov模型的大凌河流域土地利用变化与模拟预测研究

基于大凌河流域2000、2010和2020年3期土地利用数据，采用土地利用动态度、土地利用程度、土地利用转移矩阵等方法分析过去20年来研究区土地利用变化规律，并基于元胞自动机-马尔可夫(CA-Markov)模型模拟预测研究区2030年土地利用格局.结果表明：2000—2020年大凌河流域土地利用以耕地和草地为主，二者占比超过80%.近20年间，研究区内林地、草地和建设用地面积不断增加，耕地面积持续减少，且减少的速度在加快，前后两个10年分别减少了132.85和1360.13 km2.2000—2020年间，土地综合利用动态度由43.53%降低为10.36%，处于降低趋势.建设用地动态度由0.11%增加至4.99%，湿地动态度由86.32%变为-7.22%，土地利用程度综合指数由262.53变为259.91，表明大凌河流域近20年土地处于衰退期.基于CA-Markov模型预测大凌河流域2030年土地利用格局，模拟精度Kappa系数为0.8835.预测结果表明，2030年，大凌河流域耕地面积将进一步减少1 699.92 km²，主要变为草地、建设用地和林地.     

县域土地利用景观格局变化研究——以陇县为例

依据景观生态学基本原理,应用spss软件、arcgis软件和景观格局分析软件Fragstates对陇县1989～2009年土地利用景观格局的变化和空间分布进行研究,并根据各景观类型的景观格局指数计算结果对该区土地利用景观格局进行分析评价。结果表明,陇县主要景观类型为林地、耕地和草地,林地和建设用地保持稳定而迅速增长,草地和未利用地呈现逐渐减少趋势;人类活动使水域、未利用地更为分散,建设用地、园地更为集中;景观多样性降低,破碎化程度减缓,斑块形状的复杂程度并未发生大幅度的变化,人类活动对景观格局的影响保持在一定范围内。     

吉林省西部湿地土地利用格局变化的多情景模拟

吉林省西部属于生态脆弱区,湿地作为重要的生态单元,其发展变化对区域生态环境产生重要影响。近年来,由于受到较多的人为干扰,该区域湿地变化极为显著。为了充分发挥湿地生态环境功能,促进区域生态环境改善,以吉林省西部2000-2010年湿地变化数据为基础,基于情景分析法设置了自然变化（情景1）、规划优先（情景2）和生态优先（情景3）三种情景,利用CLUE-S模型对2020年湿地空间格局进行模拟,并从湿地空间分布变化特征和景观抗干扰能力两个方面对不同情景下的湿地格局进行分析评价,旨在了解不同情景下湿地格局的差异性,寻求合理的湿地空间分布格局。结果表明：CLUE-S模型的土地利用预测正确率为84.54%,κ指数为0.83,能够较好地模拟2020年湿地格局变化,特别是对沼泽湿地、水域和建设用地模拟效果较好;不同情景下湿地空间格局特征具有明显的差异性,三种情景下的沼泽湿地的质心均偏向西南,水域的质心均偏向东南,而水田的质心在情景1中偏向东北,在情景2和情景3中偏南,沼泽湿地和水田在情景3比情景1中具有更强的聚集性,而水域恰相反,情景1比情景3中具有更强的聚集性;不同情景下的湿地景观抗干扰能力不同,2010-2020年,情景1中的所有湿地类型的景观干扰指数都逐渐增加,而情景2和情景3中沼泽湿地和水域的景观干扰指数逐渐降低,尤以生态优先情景的下降幅度最大。表明在实施科学的生态建设时,湿地景观具有较强的抗干扰能力。     

1985-2014年漓江流域景观格局动态变化研究

文章以漓江流域为研究对象,应用1985年、2000年和2014年3期遥感影像,提取土地利用数据,采用土地利用动态度、土地利用转移矩阵等方法,分析1985-2014年漓江流域土地利用的演变趋势;结合Fragstats4.2景观分析工具,识别了该流域景观格局的动态变化。结果表明:1985-2014年,漓江流域土地利用整体变化幅度不大,主要表现为林地、耕地和草地面积减小,湿地、居民及城乡建设用地和未利用土地面积增加,且变化集中发生在2000-2014年。同时景观水平上破碎化和复杂化程度加剧,聚集程度和斑块连续程度有待提高;类型水平上林地景观破碎化层度增加,耕地和草地斑块面积增加,湿地和居民及城乡建设用地的聚集度较高,分布集中。     

基于MOD16的银川平原地表蒸散量时空特征及影响因素分析

地表蒸散发是陆地水文循环的重要组成部分,分析蒸散量时空变化特征是深入了解干旱区水文过程的基础。由于银川平原缺乏区域尺度实际蒸散量的长期观测,很难得到长时间序列蒸散量的时空变化特征。基于MOD16A3地表蒸散量数据及研究区内气象站点实测数据,采用Theil Sen Median趋势度分析、MK突变检验及CA-Markov模型等方法,从时间与空间的角度分析2004—2019年银川平原地表蒸散量的变化特征及影响因素,预测2024年地表蒸散量的发展趋势。研究结果表明:2004—2019年银川平原蒸散量年际波动总体是增加趋势,MK突变检验结果显示2010年是蒸散量时序数据的突变点;银川平原实际蒸散量与潜在蒸散量空间分布格局、变化趋势均存在明显的差异性,蒸散量在近16年呈增加趋势,潜在蒸散量呈减少趋势,符合干旱区蒸散发互补相关理论。采用CA-Markov模型对2024年银川平原地表蒸散量未来发展趋势进行预测,模拟结果显示在未来5年银川平原蒸散量仍呈增加趋势;蒸散量的时空变化受气候与人类活动的共同影响,蒸散量与气温、降水、日照时数呈正相关,与相对湿度呈负相关,土地利用结构影响年蒸散量的空间格局,呈现出水田>旱田>林地>草地>荒漠的规律。     

关于盐城市地震效应问题探讨

对比分析了<建筑抗震设计规范>(GB 50011-2010)与<建筑抗震设计规范>(GB 50011-2001)中涉及场地勘察相关条文的规定,指出其相关条文的修改对盐城市区场地类别的划分、地震动参数的确定、砂土液化的判别、软土震陷的评价等方面产生的影响,以及今后在勘察中需注意的一些问题,并提出了相关建议.     

Note on boundary effects on stream meandering

This paper provides some additional evidence supporting the necessary (but insufficient) condition for the formation of stream meandering proposed by Nakagawa: where M_e is a non-dimensional parameter, τ_s, and τ_b are the average bank and bed shear stress respectively, p_s and p_b are the average bank and bed wetted perimeter of a half-channel respectively, and K?0.2 is the critical value of the parameter estimated from experimental data. Provided the criterion is satisfied, the main thread of the stream meanders in the non-erodible channel, and the maximum amplitude a_max, the angle a between the channel central axis and oblique crest line of the surface wave, and the mean wavelength L of the main thread decrease as the non-dimensional parameter Me increases.     

城市地铁转弯段施工对近邻桥基的影响研究

结合北京地铁10号线国贸站转弯段施工对邻近桥基影响的这一实际工程问题，运用ABAQUS软件，在对施工过程进行动态模拟的同时，重点研究了施工过程中19-3号桥基的变形和受力性态以及桩土相互作用机理，并将部分计算结果与量测结果进行了比较，取得了一系列的成果。研究表明，施工期间桥基没有工程安全隐患，既有的施工方案是合理可行的。     

爆破对岩爆产生作用的初步探讨

几个典型工程实例表明，岩爆发生的控制性因素主要是应力与岩性的关系，开挖爆破对岩爆的发生起着某种重要的作用，但这种作用一直未得到充分地认识。文章分析了开挖爆破产生的应力波在围岩中的传播及对围岩的影响：爆破产生的P波和Rayleigh波将分别在围岩中形成垂直和平行于围岩表面的拉张破裂面，这些破裂面可能是微观的，也可能是宏观的，它们为岩爆的发生提供了物质基础。文章最后通过岩爆实例及深井稳定性问题指出：开挖爆破不仅是岩爆的诱发性因素，在某条件下而且是一种控制性因素。     

起伏地表地震波场定向照明方法

基于惠更斯-菲涅尔原理和组合震源理论,提出了起伏地表情况下地震波场定向照明分析方法。该方法根据地表起伏形态和给定的照明方向进行坐标系变换,在新坐标系中计算组合震源的激发延时并模拟起伏地表定向的地震波场,从而得出地震波场源-检定向照明度。简单的二维起伏速度模型和起伏的Marmousi模型数值试验验证了该方法的有效性,表明通过坐标变换进行地震波场定向照明分析在地表起伏的勘探区域具有较大的适用性和灵活性,可以用来分析地下复杂构造对照明能量分布的贡献。     

Topographical effects on the equilibrium-line altitude on glaciers

The most common approaches used to calculate the equilibrium-line altitude (ELA) on former glaciers are: a) the maximum elevation of lateral moraines (MELM), b) the median elevation of glaciers (MEG), c) the toe-to-headwall altitude ratio (THAR), and d) the ratio of the accumulation area to the total area (AAR), of which the AAR method is considered to be the most accurate.A theoretical evaluation of the AAR approach, using changing slope angles and valley morphology on idealized glaciers at two different positions, shows that glaciers advancing into flat areas underestimate the ELA depression, while glaciers moving into areas of increasing slope angle, overestimate the ELA difference. Therefore, topographical and morphological effects on calculated ELA depressions on glaciers must be carefully evaluated.     

采煤对地下含水层的影响研究--以河南焦作矿区为例

大规模煤炭开采导致了地下水环境演化轨迹严重偏离天然状态的演化方向,引发了诸如地下水位下降、降落漏斗形成和扩展、水质恶化等一系列的地下水环境问题,并反作用于矿区的经济发展和居民的生产生活,使矿区陷于生态环境恶化、经济发展迟缓的境地。究其根本原因,就在于大规模煤炭开采造成了矿区含水层结构变异,进而导致了区域含水介质发生非均质性变化,最终影响了地下水循环演化态势。因此,开展含水层变异研究,揭示采煤对区域地下水环境演化的影响,显得尤其重要。以焦作矿区为例,通过野外调查、资料收集等工作,研究了采煤前后含水层环境的变化,阐明了采煤活动对地下含水层的影响。     

GIS支持下人类活动对地下水动态影响的定量分析

应用地球动力学原理分析和研究了人类活动对水资源变化的影响,提出可将人为作用影响作为一个综合性的抽象指数,通过求取其它因素的变化利用余差法反求得到的计算思路.借助于GIS技术,建立了度量人为作用对地下水动态影响的通用数学模型,并用实例进行了验证,计算结果与实际情况相符,表明所提的方法是可行的.     

基于ANSYS的套管对EM-MWD信号传输的影响分析

评价电磁波随钻测量（EM-MWD）信号传输效果,不可忽视套管对信号传输的影响,而套管对信号传输影响极为复杂,很难用数学模型进行全面分析。基于此,采用ANSYS有限元软件,对EM-MWD在套管中信号传输进行建模仿真,从地面电流密度及接收信号压差方面,分析套管对EM-MWD信号传输影响规律。仿真结果表明：绝缘短节出套管,套管对信号起引导作用,反之,套管对信号起屏蔽作用;低电阻率钻井液对EM-MWD在套管中的信号传输影响大。