地学信息图谱时空维的诠释与应用

地学信息图谱所研究的地理空间规律和地理过程均具有一定的区域相似性, 故其在空间和时间上具有一定的区域特征,因此对地学信息图谱的研究均有空间和时间尺度方面的范畴。尺度是研究客体或过程的空间维和时间维。根据研究性质、研究对象的空间规模等方面的不同,地学信息图谱的空间尺度可分为大尺度、中尺度和小尺度;按研究的时间尺度不同,地学信息图谱的时间尺度可分为长时间尺度、中等尺度和短时间尺度。地学信息图谱的时空维是指地学信息图谱数据源的时空维或地学信息图谱可以表达的时空维,不同的时空维表达不同的特征和内容。     

基于Rough集理论的矿井突水规则获取

以突水样例的一个子集为例,采用可变精度的Rough集模型,经过对原始决策信息表的数据预处理、属性约简、值约简和规则生成等主要步骤,最终获得了与该样例子集相适应的若干突水规则,这些规则较好地覆盖了该样例子集所包含的突水信息,具有同等的分类决策效果。     

地球表面时空多变要素的定量遥感项目综述

对“973”项目“地球表面时空多变要素的定量遥感理论及应用”的研究工作做了综述,介绍了项目研究的科学背景、总体科学思路、研究内容和科学目标。项目经过5年的努力,在尺度效应和尺度转换理论、基于先验知识的定量遥感反演理论、同步观测和模拟试验等方面取得了一系列研究成果;成功实现了遥感模型与农学、生态学等应用模型的链接,并在精准农业、西北草场生态建设中进行了成功应用。     

基于遥感的多源信息融合在湖南永州南部地区找矿预测中的应用

以湖南永州南部地区ETM+影像数据为信息源,通过信息提取、目视解译及统计分析,构建断裂优益度、蚀变矿物信息2个遥感找矿参数;选择工区W、Sn、Cu、Pb、Zn 5种元素,通过对其含量进行数据处理、相关性分析及因子分析,编制成矿元素地球化学特征及空间分布图,构建化探找矿参数。以GIS为平台,结合地质、遥感、化探手段,对找矿参数进行基于证据权重法的多源信息融合、分析及可视化,揭示出各找矿因子的致矿特征及相互关系,并形成一套多元信息综合找矿方法,为成矿预测及找矿靶区优选提供技术支持。     

应用多种数据融合方法对多时相SPOT图像处理提取三峡工程大坝区地面动态变化信息

三峡库区三斗坪大坝区及其周围地区在1994到1998年期间，由于大坝的施工地面发生了巨大变化。这些变化在1990、1997和1998年获取的SPOT遥感图像上都有明显的记录，其中一些地面变化细节在分辨率10m的全波段（P）图像更为清楚。这里利用三种方法（高通滤波算法（HPF algorithm，Chavezet al．1991）、RWM—ARSIS方法（Ranchin and Wald，1999）和P＋XS算法（Anonymous 1986））对三峡工程三斗坪大坝区的多时相高空间分辨率的SPOT图像（获取时闻为1990，1997和1998年，包括全波段P图像和多波段XS图像）进行融合处理，在提取测区地面动态变化信息的同时，从理论和实际应用的角度探讨了不同数据融合方法的效果。     

解决复杂地学问题的智能方法与理论

研制专家系统的"瓶颈"是知识获取,而知识获取的"瓶颈"是专业模型向知识模型的完全转化,知识网络结构是专业模型(内涵静态模型)向知识模型(内涵动态模型)完全转化的关键.总结和研究了用于地学专家系统中的综合多级推理技术和全信息推理技术.     

遥感蚀变信息定量提取方法在成矿预测中的应用——以西昆仑塔什库尔干地区为例

以遥感技术为手段、ETM影像为基础数据,解译了西昆仑塔什库尔干地区主要线、环构造,划分出北西、近南北和近东西向3组主要线性断裂.利用比值和主成分分析等方法,通过异常下限值圈定的数学模型定量提取了铁化、泥化和硅化蚀变信息.综合分析地质、矿产、地球化学及物、化探异常等资料,结合遥感构造解译和蚀变信息,优选了2个Ⅰ类找矿靶区...     

环境演变信息的管理与应用

用于环境演变研究的信息既具有时间属性(包括时间分辨率和所能达到的时间尺度),又具有空间属性,并且不同来源的信息还有各自的特点。本文总结了用于环境演变的信息,包括器测数据、文字记载和考古信息以及环境代用指标在内的基本信息的特点,信息存在的3种基本形式,即统计数据、图像数据和地图数据,以及如何运用数据库和地理信息系统技术来对环境演变信息进行管理,最后给出了东北样带现代生态环境演变管理信息系统和中国农业自然灾害综合区划图编制两个实例。     

地质信息可视化的应用——城市环境地质研究之发展方向

随着21世纪人类城市化建设的发展，城市环境地质研究成为水工环地质研究领域的一个重要组成部分，城市建设中的最主要问题是水资源问题和环境地质问题。城市水资源问题有：城市后备水源地的研究，以及应急水资源地和地下水库的研究。城市环境地质问题主要包括：（1）围绕城市建设和发展的一般性资源、地质环境问题；（2）城市地质作用产生的地质环境问题；（3）城市人口密集区及工业区的土壤和水体有机污染问题。解决城市环境地质问题的关键是对地下空间地层岩性及构造条件的研究，通过这些基础条件研究分析城市地质环境和地下水资源问题。可视化研究技术通过对城市地质体在地下空间的相对位置、形态、物化特征等三维构模处理，使这些城市赖以存在的地质基础条件可为非专业的决策层所理解，并在城市发展的规划中体现这些大自然所赋予人类的地下空间资源的价值。应用三维可视化技术对城市环境地质研究是一个全新的研究领域，目前尚没有系统完整的应用先例。三维可视化技术将在城市化环境地质研究中，开拓一个崭新的环境地质研究时代，成为城市环境地质研究的发展方向。     

全球变化与地表参数的定量遥感

从全球变化研究对遥感获取地表时空多变要素信息的需求 ,论述定量遥感中对地表多尺度空间信息作地学描述的新思路和新方法。在分析了变差图描述方法的特点及其不足的基础上 ,提出了直方变差图的概念 ,通过定义驻点和边界点 ,尝试采用直方变差图分解的方法分析地物空间分布规律 ,并通过一个实验对此方法进行了说明。进而基于对地表空间分布信息的提取 ,将可见光、近红外波段遥感信息用于热红外遥感的地温反演 ,利用地表空间结构和大气温度空间分布模式的差异 ,将热红外遥感图像分为地表贡献和大气贡献两部分 ,通过空间相关性分析 ,寻求从热红外遥感图像中直接分离出大气的空间分布模式的方法 ,以解决地温反演中面临的困难。已有的研究结果说明了在全球变化和定量遥感研究中 ,对地表多尺度空间变化信息作简洁的地学描述的必要性及其重要的应用意义。     

Theory and application for retrieval and fusion of spatial and temporal quantitative information from complex natural environment

This paper briefly presents the research progress of the State Major Basic Research Project 2001CB309400, “Theory and Application for Retrieval and Fusion of Spatial and Temporal Quantitative Information from Complex Natural Environment”. Based on the rapid advancement of synthetic aperture radar (SAR) imagery technology, information theory of fully polarimetric scattering and applications in polarimetric SAR remote sensing are developed. To promote the modeling of passive microwave remote sensing, the vector (polarized) radiative transfer theory (VRT) of complex natural media such as inhomogeneous, multi-layered and 3-dimensional VRT is developed. With these theoretical progresses, data validation and retrieval algorithms for some typical events and characteristic parameters of earth terrain surfaces, atmosphere, and oceans from operational and experimental remote sensing satellites are studied. Employing remote sensing, radiative transfer simulation, geographic information systems (GIS), land hydrological process, and data assimilation, the Chinese land data assimilation system (CLDAS) is established. Towards the future development of China’s microwave meteorological satellites, employing remote sensing data of currently available SSM/I (special sensor microwave/imager), AMSU (advanced microwave sounding unit), MTI (microwave temperature imager), etc., with ground-based measurements, several operational algorithms and databases for atmospheric precipitation, water vapor and liquid water in clouds, and other hydrological/hydrological applications are developed. To advance China’s SAR and InSAR (interferometric SAR) technologies, the image processing and analysis of ERS (European remote sensing), Radarsat SAR, and Chinese SAR, etc., the software platforms are accomplished. Based on the researches of multi-information fusion, some simulations, identification, and information extractions of the targets from complex background clutter scenes are studied. Some experiments of radio wave propagation in anomalous atmospheric status are also carried out. Translated from Advances in Earth Science, 2007, 22(2): 111–125 [译自: 地球科学进展]     

崇仁河流域水土流失时空变化规律分析

通过专家模型提取1995年、1998年和2000年3个时期遥感影像的水土流失区，结合地理信息系统研究崇仁河流域水土流失时空演变规律。研究结果表明，崇仁河流域水土流失虽然近两年有所改善但仍很严重。原因是研究区月平均气温高，雨量充沛，岩石岩性以紫红、砖红色砂砾岩为主，地层构造不发育，土壤肥力差，植被生长困难，再加上人类活动频繁，以及不合理利用土地资源，使本来就易受侵蚀的土壤流失更迅速。同时，针对本区水土流失的特殊性，提出了合理保持水土的措施。     

贵州地震时空分布规律探析

如果以垭都—紫云—罗甸断裂带北东侧为界将贵州省分为A、B两个区域,则：①地震在A区分布较为密集,而在B区分布较为稀散。单位国土面积上释放的地震能量,前者比后者要大一个数量级,反映两者在力学性质上存在较大差异。②A区地震释放能量在深度约5.5km处突然出现一个高达2个数量级的跃升,在深度约7 km处回落到接近跃升前的位置,而后又逐渐下降,反映该区域5.5～7 km深度地层的力学强度较低。③贵州地震释放能量总体似乎呈周期性变化,变化周期在11～15年间变动。A、B两区域地震释放能量的高峰年有此消彼长的现象,即A区出现地震活动高峰时,B区相对比较平静;而B区出现地震活动高峰时,A区相对比较平静。     

海南岛西北部海岸线时空变化分析

基于遥感与GIS技术,利用高空间分辨率遥感卫星SPOT-5和GF-2影像数据,对海南岛西北部地区海口市南渡江—东方市2005年和2016年2个时期的海岸线进行人机交互解译,并对其10 a来的时空变化特征进行了分析。结果表明: 10 a间,海南岛西北部海岸线时空变化显著,主要影响因素为人工开发建设; 人工海岸线增幅达到113%,其占比由2005年的24.3%上升至2016年的51.6%; 除部分淤泥质海岸线和砂质海岸线转化为人工海岸线外,自然海岸线以侵蚀为主,局部地区有少量淤积。不同地区海岸线变化特点不同: 儋州市和澄迈县海岸线资源丰富,开发力度较大; 临高县和昌江黎族自治县自然海岸线以侵蚀为主,淤积少; 东方市和澄迈县海岸线侵蚀较少,较易淤积。分析结果可为海南岛西北部海岸线调查、开发和保护提供一定的科学依据。     

基于遥感的黄河三角洲农作物需水时空分析

以黄河三角洲为研究区域,系统地提出了用多种分辨率遥感影像进行区域蒸散反演,结合气象数据,进行不同时空条件下农作物需水的分析.通过反演地表反照率、地表温度、地表比辐射系数等参数,进一步计算出地表净辐射通量、土壤热通量、显热通量,根据地表能量平衡方程进行了蒸散的遥感反演;利用5个时相的NOAAAVHRR数据和一个时相的TM数据反演了1999年7～9月的蒸散,并利用TM影像反演的蒸散结果,提高了NOAA气象卫星蒸散反演结果的空间分辨率,大大增加了遥感蒸散反演的实用性.利用6个时相的遥感数据反演的蒸散结果及计算的日潜在蒸散数据对1999年7～9月黄河三角洲各灌区农作物的需水总量进行了时空分析.     

桂林岩溶峰丛区定域时空变化研究

为探索局域生态环境变化对桂林市整体生态环境状态的影响,选择漓江沿岸北从刘村南至街底共8个峰丛地貌区作为研究对象(编号为No.1~No.8),并以1986、1991和2006年3个时相的Landsat-5卫星影像的TM数据为信息源,采用基于ROI的定域定量遥感技术,结合地理与岩溶地质学资料,对这8个岩溶峰丛区的遥感生境指标即归一化植被指数NDVI和缨帽变换中的绿度分量TC2作定域提取和纵、横向分析(时间和空间变化分析)。研究表明,2006年岩溶峰丛区的NDVI和TC2最高,生态环境最好,1986年次之,1991年最差,表明在20世纪80年代末90年代初这一阶段里,由于桂林市经济高速发展而忽视环保,岩溶峰丛区的生境曾受到较不良影响,但进入本世纪以来已经得到了明显改善;在空间上各峰丛区NDVI大于4.0和TC2大于20的地块呈现斑状或条带状分布,且自1991年以来有向全区扩大的趋势。同一区域不同时间NDVI和TC2变化具有1991年低,1986年、2006年高的趋势,而同一时间不同区域NDVI和TC2也存在着差异,由好到差其关系为:No.5>No.4>No.3>No.8>No.7>No.6>No.2>No.1。      

辽宁铁岭市土壤侵蚀时空演变研究

近年来,人为活动的加剧造成铁岭地区水土流失日益严重。本文采用遥感和GIS技术,以部颁标准SL190-96对铁岭地区1991年和2001年的土壤侵蚀情况进行研究,并结合1986年和1996年的土壤侵蚀调查数据,分析了铁岭地区近15年来土壤侵蚀强度的时空变化,结果表明铁岭地区在此期间土壤侵蚀面积缓慢增长,其中强度侵蚀面积在1986~1996年间持续增长,2001年明显下降;中度侵蚀面积在1986~1996年间持续下降,2001年则明显增强;空间分析显示明显恶化的区域有西丰、开原和清河区,具明显改善的为铁岭县,而昌图和调兵山地区基本保持稳定。今后该区水保的重点应放在强度侵蚀的治理,以及土壤侵蚀等级增强的区域。     

1951-2010年洮河流域水文气象要素变化的时空特征

采用M-K检验、小波分析和Sen斜率等方法, 对1951-2010年60 a来洮河流域不同地理-生态区间水文气象要素变化的时空特征进行了综合研究.结果表明: 洮河流域水文气象要素呈现多种周期不同尺度的振荡特性, 气温、降水和径流的年代际变化周期以9~13 a和2~5 a最为常见.气温从1990年代中期开始明显上升, 突变的时间北部略早于南部, 西部明显迟于东部;除上游草原牧区外, 降水总体于1990年代初期开始减少;受降水变化影响, 流域河川径流量1990年代发生明显减少.过去60 a, 洮河流域气温以0.18 ℃·(10a)^-1的速率增温;降水以0.03 mm·(10a)^-1的速率减少;河川径流量以11.36 mm·(10a)^-1的速率减小;近30 a来洮河流域以0.63 ℃·(10a)^-1的速率增温, 降水以8.86 mm·(10a)^-1的速率减少, 径流以21.00 mm·(10a)^-1的速率减少.降水和径流变化在不同时期和不同生态-地理区间差异明显, 与区域气候和下垫面因素变化所致的流域能水通量过程的变异有关.     

紫金山地区中生代岩浆系统的时空结构及其地质意义

紫金山地区中生代岩浆系统可以划分成晚侏罗世和早白垩世2个主要的子系统.晚侏罗世岩浆子系统形成于陆内挤压造山的构造背景下,侵位于157~≤141 Ma之间,先后由深至浅地侵位于区域中部,形成由3个单元复合而成的紫金山超单元花岗岩.其中的金龙桥单元正长花岗岩是晚期分异相,应作为紫金山地区锡矿重要的预测标志.早白垩世岩浆岩定位于128~94 Ma之间,是区域伸展作用体制下的产物,形成了由上部火山岩和下部侵入岩构成的具双层结构的岩浆子系统.在火山间歇期(±105 Ma),花岗闪长斑岩侵入,并大规模地隐伏于该区的深部,从而导致本区大规模的铜金矿化作用.早白垩世岩浆子系统中的穹状火山构造、隐伏的花岗闪长斑岩岩体的顶面产状和形态,应该作为本区铜金矿床成矿预测的重要找矿信息和预测标志.详细的岩石学研究及时空关系显示,才溪二长花岗岩是这两个岩浆子系统之间的过渡产物,其年龄(133Ma)应该是本区中生代区域挤压向区域拉伸转换的时间记录.     

Spatial and Temporal Variations in Earthquake Stress Drops between the 2008 Wenchuan and 2013 Lushan Earthquakes

As a case study of spatial and temporal variations in earthquake stress drops between the 2008 Ms 8.0 Wenchuan and 2013 Ms 7.0 Lushan earthquakes, we computed 1828 stress-drop values for earthquakes with magnitudes 1.7 ≤ ML ≤ 5.0 during an eight-year time span before and after major earthquakes. We divide the study area into three subregions(the southern segment of the Longmen Shan fault zone; the southwestern junction of the Longmen Shan and Sichuan Basin; and the southwestern margin of the Sic...