基于GIS空间分析的海底表层沉积物粒度分布特征插值研究

为了对比研究不同空间插值方法在沉积物粒度空间分布表述上的精度及适用性,在2004年11月荣成宁津小型海湾-黑泥湾综合调查的基础上,探讨了表层沉积物粒度参数的空间插值,比较了IDW(反距离加权法)、Kriging(克里金插值法)、Spline(样条插值法)与NN(自然邻域法)4种GIS空间分析方法的特征、差异及实效性,并对影响插值结果准确性的因素进行分析。结果显示,在黑泥湾表层沉积物粒度结果的空间插值计算中,从插值准确性和空间表达能力两方面考虑,IDW,Spline,Kriging和NN中以IDW法较为适宜,但要考虑到"牛眼效应"的出现会与局部实际情况存在差异;Kriging法和NN法的插值结果准确性较高,但其空间表达能力稍逊;Spline法在近岸带表层沉积物粒度特征插值中的应用性相对较差。海洋调查要素空间分布的内在规律性是控制插值结果的主要因素,表层沉积物分布以长期稳定的潮流、地形特征为主导因素,呈现由岸向海条带状分布的特征。数据均匀分布区域的插值结果要优于边界区和突变区;另外,在选取的3个观察尺度上,不同插值方法的误差均与野外取样网格间距呈显著线性正相关。     

空间插值与遥感反演的潮滩沉积物类型精度对比

以射阳河口南部潮滩为研究区,分别利用普通克里格插值和遥感反演得到潮滩表层的沉积物组分质量分数,进而获取沉积物类型,并对2种方法进行比较分析。结果表明,研究区分布3种沉积物,分别为粉砂质砂、砂质粉砂和粉砂。根据沉积物分类精度和空间分布特征的对比,空间插值获得的沉积物组分质量分数精度较高,沉积物类型总体分类精度均为87.9%,但高光谱遥感反演出的沉积物组分分布图能较好的反映出沉积物组分的空间异质性特征,沉积物类型的分布也具有更明显的空间变化规律,呈现出由低潮位向岸、由潮沟向滩面颗粒逐渐变细的趋势,这种空间分布特征与采样点粒度分析结果所表现的趋势基本一致,且与研究区的水动力环境特征及沉积物物质来源相吻合。     

渤海辽东湾沉积物的元素地球化学

几十年以来,渤海辽东湾沉积物的元素地球化学研究取得了长足的发展,尤其对辽东湾北部、南部、河口和潮间带沉积物重金属环境地球化学的研究取得了显著成果。目前,辽东湾沉积物元素地球化学的研究多集中在辽东湾北部和河口等地区表层沉积物的重金属分布和污染评价方面,对于辽东湾沉积物系统地元素地球化学,特别是稀土元素地球化学和浅地层元素地球化学研究仍有待加强。     

基于GIS的琼州海峡潮流空间插值模型比较研究

为了客观准确地反映海洋潮流空间分布特征,文中选取琼州海峡表层大潮流速数据,运用泛克里金插值法中的球状、指数、高斯和有理二次方程式4种不同半变异模型进行拟合插值,采用交叉验证和点验证法,通过对比4种半变异模型4个指标精度,研究结果表明在琼州海峡区域,有理二次方程式模型对表层大潮流速拟合效果最优,该研究为描述琼州海峡潮流空间分布和建立精确插值模型提供依据。     

基于GIS的海洋光学调查数据空间插值方法研究

研究基于GIS的海洋光学调查数据空间插值方法及其原理,主要探讨了反距离加权插值法、普通克里格法的球体模型和指数模型算法.通过对比分析利用不同插值算法得到的分布图,并在误差分析的基础上,选择制作海洋光学调查数据分布图的最佳空问插值方法.以海洋光学要素中的总颗粒物吸收系数为例,研究表明,普通克里格算法的球体模型能够更加准确地反映我国近海水体总颗粒物吸收系数的空间分布特点和变化趋势.     

辽东湾沉积物间隙水中卤素的地球化学

辽东湾沉积物间隙水中卤素(氟、氯、溴、碘)等的测定结果表明,间隙水中氯含量接近于上覆海水,且随深度无明显变化.氟、溴、碘由于受有机质吸附作用的影响而富集在间隙水中,随着深度增加多呈极大值或指数增加分布.基于这种分布,我们讨论了间隙水中卤素的化学成岩过程,提出了卤素的早期成岩作用模式,计算了沉积物-水界面的扩散通量.间隙水中卤素的地球化学过程,主要受有机质分解和固相沉积物的移去反应所控制,沉积物-水界面的质量转移特征是卤素离子自沉积物中向上覆海水扩散.     

底栖生物生物量空间插值方法研究

在地统计学和地理信息系统支持下,采用反距离加权(Inverse distance weighting,IDW)、径向基函数(Radial basis functions,RBF)、普通克里格(Ordinary Kriging,OK)3种插值方法对2007年4月获得的大亚湾人工鱼礁区及附近海域底栖生物生物量数据进行空间插值方法研究,并对插值精确度进行交叉验证。结果显示,经对数转化后的数据呈正态分布,而且3种插值方法对其进行插值,所得的等值面图效果比原始数据所得等值面图效果好。交叉验证显示,对数转化数据插值精确度OK﹥RBF﹥IDW。观察插值结果等值面图,发现3种方法均能较客观地模拟出底栖生物生物量的总体分布趋势,在对局部趋势的模拟上,OK的表现效果最好。     

辽东湾柱状沉积物中无机碳的形态

根据沉积物中无机碳的结合强度,运用连续浸取的方法将沉积物中的无机碳分成5种不同的形态:NaCl相、氨水相、NaOH相、盐酸羟胺相、HCl相。并以渤海辽东湾柱状沉积物为例,探讨了各形态无机碳的含量特征及其控制因素。研究表明,辽东湾不同层次沉积物中各形态无机碳的含量特征比较明显:氨水相>盐酸羟胺相≈盐酸相>NaOH相>NaCl相。氨水相、盐酸羟胺相和盐酸相无机碳占沉积物中总无机碳的绝大部分,大于80%;NaCl相和NaOH相无机碳只占总无机碳的一小部分。沉积物中各形态无机碳含量的变化受沉积环境如pH、Eh、Es、含水率、Fe3 /Fe2 、有机碳含量等因素的影响。其中NaCl相无机碳受pH、Eh影响较大;氨水相无机碳主要由含水率、Fe3 /Fe2 、pH、Eh控制;NaOH相无机碳主要由含水率、Eh和pH控制;盐酸羟胺相无机碳主要受含水率、Eh、有机碳的影响;HCl相无机碳的控制因素和盐酸羟胺相的相似,但它受pH和Eh的影响更显著。虽然有机碳和各个形态的无机碳都呈负相关关系,但它对每一形态的影响都不相同,其作用受其它环境因素的制约。环境的氧化能力越强,pH值越小,越不利于盐酸羟胺相和盐酸相无机碳的保存,而有利于NaCl相、氨水相和NaOH相无机碳的形成;环境的还原能力越强,pH值越大,越有利于盐酸羟胺相和盐酸相无机碳的保存,而不利于NaCl相、氨水相和NaOH相无机碳的形成。辽东湾沉积物的弱氧化-还原环境有利于盐酸羟胺相和盐酸相无机碳的保存。     

广东雷州珍稀海洋生物国家级自然保护区水体和沉积物中石油类含量与分布特征

为了探讨广东雷州珍稀海洋生物国家级自然保护区海域水体和沉积物中石油类的含量及其分布特征,文章于2017年和2018年分别对保护区海域的石油类进行了调查。结果表明,保护区表层水体石油类含量为0.003~0.066mg/L,平均含量为0.015mg/L,平均污染指数为0.30,保护区水体中的石油类基本符合一类海水水质标准。保护区表层沉积物中石油类含量为3.0~54.8mg/kg,平均值为11.109mg/kg,符合海洋沉积物第一类质量标准。保护区水体和沉积物中石油类含量的变化规律基本相似,但是沉积物中石油类含量的变化更大。根据调查数据分析,保护区水体中石油类的主要来源是保护区社区小型渔船航行排放的石油类,以及保护区周边渔船在航行过程排放的石油类扩散到保护区海域。     

辽东湾表层沉积物粒度分布特征及其地质意义

对辽东湾140个表层沉积物进行了粒度分析,探讨了辽东湾表层沉积物的粒度分布特征和沉积物类型的分布格局,结合该区沉积物物源和沉积动力环境,探讨了两者对辽东湾海域沉积过程的控制作用。结果表明,研究区表层沉积物类型以砂质粉砂、砂质泥和泥质砂为主。研究区表层沉积物平均粒径变化范围较大(-0.06~7.42 Φ),大多数站位集中在4~6 Φ,平均粒径有两侧向中部逐渐变细的趋势。整体上,辽东湾东侧表层沉积物粒度比西侧粗,砂含量明显增加。研究区沉积物主要来源于沿岸河流携带的入海泥沙,而潮流和沿岸流对沉积物的分布起到控制作用。根据沉积物底质类型、物源及区域水动力强弱,将研究区划分为湾顶泥质、西岸砂质、渤海泥质、辽东浅滩砂质以及残留过渡沉积等5个沉积区。     

大连湾石油污染沉积物中细菌群落结构分析

大连新港"7.16"输油管道爆炸溢油事故发生后,为探究石油污染与细菌群落结构变化之间的关系及在石油生物降解过程中起重要作用的细菌菌群,本研究对大连湾表层沉积物中石油烃含量和细菌宏基因组16SrDNA V3区进行分析。结果表明:溢油初期2010年8月DLW01站位表层沉积物石油烃含量高达1 492mg/kg,符合第三类沉积物质量标准,随着时间推移,2011年4月、2011年7月、2011年12月航次各站位沉积物中石油烃含量基本呈下降趋势,且均符合第一类沉积物质量标准;16S rDNA PCR-DGGE方法分析表明,石油烃含量高的区域优势细菌种类少,反之则较丰富;海洋环境中同一地点的细菌群落能保持一定稳定性;大连湾石油污染沉积物中变形菌门γ-变形菌纲和拟杆菌门一直保持较高的优势度,是在石油生物降解过程中起重要作用的细菌菌群,而厚壁菌门只在石油烃含量低的区域出现;此外,出现的对污染物敏感的嗜冷杆菌可作为石油污染指示生物进行深入研究。     

GIS空间相关的动态角色控制

专业地理信息系统中,不同用户角色拥有不同用户权限区,这种角色控制方式是适合现行的管理机制的,但该种方式以区域来确定用户权限区的固定角色控制在解决跨区域协作问题存在困难,当事务发展涉及到多个区域时,不能合理有效的信息共享,造成信息系统失效。针对该问题在基于角色的访问控制基础上,提出空间相关的动态角色控制,分析其需要考虑的各个方面,做了详细的设计,探讨了总体结构和核心设计。最后通过一个森林防火地理信息系统中火灾跨区域扑救协作典型实验,来验证空间相关的动态角色控制对解决跨区域协作是可行的。     

基于遥感和GIS相结合的广西海岸线时空变化特征分析

利用不同时段的遥感影像、数字化地形图和历史航空相片,在地理信息系统平台上获取广西海岸线的时空变化资料,并对其进行分析。结果表明:(1)近50年来,广西海岸线总的长度减小,在1955—1998年期间岸线长度呈递减趋势;(2)岸线由曲折向平直化演变,其中围垦段的岸线相对平直;(3)风流岭江南岸及企沙东面鹿墩岛海岸的自然侵蚀幅度不大,岸线变形较小。     

基于RIA的网络地理信息系统的设计与实现

通过分析与研究目前网络G IS存在的不足,引入R IA概念模型,设计并实现了一个基于丰富互联网应用程序(R IA)的网络G IS。实验表明,该模型增强了客户端的用户体验感,减轻了服务器的压力,极有可能成为未来网络G IS发展的主流。     

GIS和SDSS在高速公路选线中的应用

以地理信息系统 (GIS)和空间决策支持系统 (SDSS)技术为基础 ,以地理信息系统工具 CITYSTAR为平台 ,以 VB为开发工具 ,在高速公路选线理论的指导下并考虑选线工作中的实际问题 ,对如何把 GIS和 SDSS应用到高速公路选线中进行了探讨 ,并以青岛、黄岛、灵山卫和南岭等环胶州湾地区为研究对象 ,初步设计出了高速公路选线决策支持系统     

空间信息系统原理(一)：空间信息系统及其结构与功能

随着地球系统科学、地球信息科学、地理信息科学和地球空间信息科学的发展,有关空间信息系统的研究越来越引起了人们的关注。作为空间信息系统系列论文之一,简要介绍了空间信息系统(SIS)、地理信息系统(GIS)的基本概念、主要特征及其与一般信息系统的联系与区别,着重介绍了空间信息系统的结构和基本功能。     

基于MapObjects组件的海岸带地理信息系统开发最佳技术

本文采用组件式 GIS软件 Map Objects2 .1和编程工具 Visual Basic6 .0对海岸带地理信息系统的开发思路、对象类型、系统结构和主要功能等做出讨论 ,并对海岸带地区的矢量与栅格数据在 Map Objects2 .1中的配准以及编程方法等进行分析。结果表明 ,Map Objects2 .1由于其灵活、高效、独立性强、兼容性强等特点可以有效管理海岸带数据 ,为海岸带管理提供有力的支撑     

新一代地理信息系统(GIS)发展趋势浅议

从GIS技术功能、应用及GIS硬件、软件、数据及模型4要素论述了信息时代GIS的特点和发展趋势,并对地理信息系统(GIS)认识和发展趋势的争论作了总结.