黑河流域植被类型分布模拟分析

针对黑河流域植被类型空间分布的垂直地带性特征,本文基于支持向量机算法构建黑河流域植被类型空间分布的模拟分析模型,并运用Kappa系数和混淆矩阵检验方法对模拟精度进行检验。验证结果显示,模型总体精度（OA）值为75.54%,Kappa系数值为0.66,表明了该方法在植被分布模拟上具有较好的结果,适用于区域尺度下植被类型分布的空间模拟。模拟结果表明,该方法对半灌木-矮半灌木荒漠和温带禾草-杂类草草甸草原类型的模拟精度最高,分别为（90.20%和90.02%）;分布面积最大的植被类型（如半灌木-矮半灌木荒漠,灌木荒漠、嵩草-杂类草高寒草甸等）相比于其他面积较小的植被类型具有显著优异的模拟结果;人工经济作物、荒漠植被类型以及草原草甸等植被类型对于所选环境因子的敏感性更强,而灌丛类型和乔木类型的模拟结果在不同类型间的波动较大;空间分布上,环境要素差异性明显、植被类型丰富的上游地区具有更好的模拟结果,优于地势平坦、气候差异性小的黑河中下游地段,但模拟结果在景观形态上具有更高的破碎度。     

中国气温与降水的时空变化趋势分析

如何对离散分布的气象台站观测数据进行高精度曲面模拟,为生态系统及服务功能时空变化趋势模拟及其综合评估提供高质量、高分辨率的空间气候数据,以满足栅格层次上的生态系统过程模型、生态系统格局模型及生态系统综合评估模型的参数需求,一直是存于生态学界的难点问题.在对全国1964一2007年的752个气象台站长期观测的气温和降水数...     

生态区边界智能识别模型构建分析

大量生态分区研究资料表明,对生态区边界的智能识别、自动分区是生态格局与过程、生态系统服务功能等生态环境研究内容的关键。本文基于专家知识经验和生态分区原则,以地理信息系统为建模平台,运用栅格生成技术,对生态区边界智能识别模型进行机理探讨和框架构建。生态区边界的自动识别和生态区的自动分区,旨在克服目前生态区边界确定过程中的精度低、周期长、更新难等诸多问题。这对数字生态建设也有重要的现实意义。     

基于OCO-2卫星观测模拟高精度XCO2的空间分布

本文首次基于OCO-2卫星观测数据,采用高精度曲面建模（High Accuracy Surface Modeling, HASM）的方法来模拟大范围高精度的二氧化碳柱浓度（XCO₂）的空间分布。首先,探讨分析HASM方法应用于模拟OCO-2卫星观测XCO₂的空间分布的可行性。从2014年9月至2015年8月OCO-2观测的12个月的XCO₂数据中,分别随机选取其各个月90%的XCO₂数据用于空间插值,剩余10%作为精度验证点。自验证结果表明,12个月的平均绝对值误差为0.34 ppm。由此可见,HASM适用于模拟OCO-2卫星观测XCO₂的空间分布。然后,采用HASM对OCO-2在2014年9月至2015年8月的各个月观测数据进行空间插值,获取空间分辨率为0.5°×0.5°的各个月均值XCO₂的空间分布,同时基于地基观测TCCON( Total Carbon Column Observing Network)站的XCO₂数据对HASM模拟结果进行交叉验证。验证结果表明,HASM模拟的XCO₂与TCCON站对应观测数据相比,其平均绝对值误差为0.81 ppm,相关系数为0.88。因此,HASM在模拟OCO-2卫星观测的XCO₂空间分布上具有很大的优势。     

逐次最小二乘在高精度曲面建模方法（HASM）中的应用

从高精度曲面建模方法（HASM）曲面方程出发,结合数据平差理论,建立了基于独立单元的计算模型,并且采用逐次最小二乘法对计算方程进行分组求解。对HASM-AD和几种经典方法的精度进行了交叉验证,结果表明,该算法模拟误差的均方根差远小于其他空间插值方法。     

“忆”彩纷呈——《地理科学》创刊四十年笔谈

<正>我与《地理科学》的机缘受姜明所长邀请,很荣幸从2021年起担任《地理科学》主编,建立起了以主编-副主编-编委为主体的编委会负责制,把关论文质量,扩大刊物影响。《地理科学》创刊于1981年,以刊登地理科学的最新学术成果,报道地理科学的新理论、新发现、新观点和新方法,促进我国地理科学的学术活跃和发展为办刊宗旨,目标是办成我国地理科学领域顶尖的中文期刊。刊物被中国科学引文数据库（CSCD）、中国科技核心期刊、中文核心期刊要目总览、中文社会科学引文索引（CSSCI）、中国人文社会科学引文数据库核心库、美国《剑桥科学文摘》、美国《当代地理出版物》、日本《科学技术文献速报》等多家国内外数据库收录。入选中国人文社会科学期刊A刊,荣列高质量科技期刊目录自然地理学、人文地理学、自然资源三大领域T1区期刊,在全国2 000多种科技核心期刊中被遴选为中国精品科技期刊,入选“世界学术影响力Q1期刊”（前25%）,在5 600种中外文国内期刊的国际影响力排名中位列Top10%,目前已成为我国地理科学领域最有影响的综合性学术刊物之一。在《地理科学》创刊40周年之际,继续将期刊做大做强是这届编委会...     

区域可持续发展集成模型的分析与应用研究——以黄河三角洲地区为例

 本文在总结国内、外可持续发展指标体系的基础上,按照信息的综合水平将黄河三角洲可持续发展指标体系区分为I级指标体系和II级指标体系,其中I级指标体系对应数据库,II级指标体系对应模型库。在分析多目标决策模型、风险决策模型和系统动力学模型等综合模型优、缺点的基础上,提出了黄河三角洲可持续发展集成模型的研究框架。总结了近几年来黄河三角洲可持续发展集成模型的研究进展和正在进行的研究工作,讨论了进一步需要研究的内容     

基于GPU的HASM动态模拟与实时渲染方法

 基于微分几何曲面论的高精度曲面模拟(high accuracy surface modeling, HASM)需要大量的复杂密集计算,在CPU上模拟极为耗时,使得在现有的硬件条件下,实时动态模拟曲面并实时可视化极具挑战性。论文提出了GPU加速的HASM方法,充分利用现代显示适配器(graphic processor unit, GPU)技术,运用GPU最新发展起来的并行计算能力,使用并行化的预处理共轭梯度方法解算曲面,完成曲面模拟,并同时利用GPU的高速缓存架构,对渲染操作进行充分优化,以实现高效实时可视化。HASM需要的有限差分离散和高速解算操作,均充分利用现代GPU架构,所具有的多处理器和众多的流处理器所产生的强大并行计算能力,可视化也用GPU高速缓存技术和三角条带方法进行充分优化。数值实验和实际项目区高程模拟实验均表明, 在GPU为NVIDIA quadro 2000和CPU为DualCore Intel Core 2 Duo E8400的硬件配置下,GPU并行化的曲面模拟方法比普通方法速度提高了约10倍,使得动态模拟与可视化算法可以达到交互式的帧速及实时可视化的要求。     

景观连通性模型及其应用

景观连通性模型可区分为点连通性模型，线连通性模型，网连通性模型和斑块连通性模型。因为点连通性、线连通性和网连通性已有很长的研究历史，相应的连通性模型（连通度）已比较成熟，所以本文的研究焦点是尚不成熟的斑块连通性模型。斑块连通性被定义为斑块中动物迁徙或植物传播运动的平均效率（或最小化运动距离）。斑块连通性模型在黄河三角洲新生湿地的应用研究结果表明，斑块连通性与人类活动强度和景观多样性负相关。     

机载LIDAR数据的树高识别算法与应用分析

利用机载激光雷达数据提取天然次生林的树高,旨在探索影响树高提取精度的主要因素。首先,采用高精度曲面建模平差算法(Adjustment Computation of High-accuracy Surface Modeling,HASM-AD)生成研究区不同空间分辨率的数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)、数字地表模型(Digital Surface Model,DSM)和冠层高度模型(Canopy Height Model,CHM);其次,用树顶点识别算法提取林木树高,设置不同树高识别范围,对比分析不同CHM分辨率和不同树高识别范围对树高提取精度的影响;最后,以天涝池流域30个实测样地数据为样本,对提取精度进行检验。结果显示：提取的样地平均树高与实测值具有明显线性相关关系,线性回归系数为0.694;树高识别范围是影响树高提取精度的重要因素,CHM分辨率对其影响较小。研究表明,采用高采样密度的雷达点云数据、正确选择CHM生成方法和改进树顶点识别算法是提高天然次生林树高提取精度的有效途径。