“地理素养与测绘技能”双驱动的GIS专业大学生创新能力培养模式的探索

在信息技术快速发展和万众创新、大众创业的时代背景下,创新与创新人才已成为国家发展的重要推动力,创新教育和创新人才培养成为高校的重要任务。本文以武汉大学地理信息科学（GIS）专业为例,结合专业特点和优势,探索了"地理素养、测绘技能"驱动下的GIS专业大学生创新能力的培养模式和"厚基础、重知识、强技能"的贯通式培养途径。围绕创新人才培养和成长的内在因素和外部条件,从人才培养方案与课程体系、创新型教师团队与新型教学方法、教学科研创新平台与创新条件、创新人才发展评价与激励机制等4个方面开展了创新型发展探索。结合实践表明,本模式取得了显著的创新成果,产生了良好的示范辐射作用。     

在NCEPGDAS中同化MSG和GOES资料

首次将MSG-2（Meteosat Second Generation-2）卫星上的旋转增强可见光及红外成像仪（Spin—ning Enhanced Visibleand Infrared Imager,SEVIRI）的观测资料同化到美国国家环境预报中心（Na—tional Centers for Environmental Prediction,NCEP）全球资料同化系统（globaldataassimilationsys—tern,GDAS）中。对当前的地球静止业务环境卫星（Geostationary Operational Environmental Satel—lite,GOES）成像仪资料的同化问题也进行了进一步探讨。利用CRTM（The Community Radiative Transfer Model）模式,对SEVIRI辐射率观测资料进行了模拟。为了对红外辐射率资料进行模拟,CRTM模式中的几个关键部分得到改进,例如：动态更新地面发射率资料以及采用了快速精确的气体吸收模块。为了改进对SEVIRI和GOES成像仪辐射率资料的模拟效果,采用了GSICS（The Global Space—Based Inter—Calibration System）标定订正。初步研究结果表明,包含对SEVIRI辐射率资料的水汽通道（6．25和7．35μm）和二氧化碳通道（13．40μm）的同化对GFS（Global Forecast System）6d预报具有显著的正影响;而对其他5个SEVIRI红外窗口通道资料的同化则减小了这种正影响。通过应用GSICS标定算法,订正了SEVIRI和GOES-12成像仪观测资料的偏差,提高了对GFS预报的影响。此外,还需作进一步研究来提高对SEVIRI红外窗口通道辐射率资料同化的有效性。     

菌藻共固定化降解微囊藻毒素

研究了微囊藻毒素降解菌S3和椭圆小球藻L1共固定化后,对微囊藻毒素(MC-LR)的降解作用.结果表明,共固定化藻菌体系比单独固定化菌对MC-LR有更好的降解效果,共固定的藻可促进降解菌S3的生长.固定化细胞对毒素的降解能力较稳定,受环境温度和pH变化的影响较小,重复使用仍可维持较高的降解活性.     

全球地磁感应测深数据三维反演

全球地磁感应测深能获得地幔转换带及下地幔上部的导电结构.但目前稀疏的地磁台站分布及部分台站的观测数据稳定性较差,影响了三维反演对地下电性结构的分辨力和反演可靠性.为此,区别于传统的L2-范数反演方法,本文提出并实现了基于L1-范数的地磁测深响应三维反演技术.在反演中,利用L1-范数度量数据预测误差,降低"飞点"数据的影响,将相关系数较小的C-响应估计也纳入反演数据中.三维正演模拟采用球坐标系下的交错网格有限差分法,反演采用有限内存拟牛顿法.文中利用指数概率密度分布函数构造非高斯噪声的合成数据,并采用棋盘模型对反演方法的可靠性进行了验证.之后,我们将本文提出的三维反演方法用于全球129个地磁观测台站的C-响应数据反演,结果表明在地幔转换带深部,中国东北地区为高导电异常,南欧和北非则均为高阻;夏威夷在900km以下为高导;菲律宾海及以东地区在转换带表现为明显的高阻,这些结果与前人研究结果一致.由于采用了更多的台站数据,我们的反演结果还发现一些新的异常:南美洲南端,转换带表现为明显的高导;澳大利亚东南部,地幔转换带深部,也存在一个明显的高导异常,这些异常分布和地震层析成像的低速区一致.因此,L1-范数三维反演能够充分利用全球C-响应数据信息,提高地磁测深对地球深部电性结构的分辨能力,更好的研究全球地幔电性结构.     

海洋效应对中国沿海地磁观测影响——以广州台站为例

以广州台站为例,研究海洋效应对中国沿海地磁观测C-响应的影响.海洋效应的三维正演模拟采用球坐标系下交错网格有限差分方法,假设磁层环形电流源,正演电阻率结构模型采用"地表3-D电导+1-D层状背景"复合模型.数值模拟结果表明,中国地区沿海C-响应受海洋效应影响明显.在空间上,沿海岸线方向,受海洋效应影响,单周期的C-响应由无海洋效应的常值变形为平行于海岸线的等值线密集梯度带;在垂直海岸方向,海洋效应影响向内陆减小,其影响可达哈尔滨-贵阳一线.海洋效应影响采用比值法进行校正,以广州台站为例,在比值曲线上发现海洋效应对C-响应的影响最大周期可达20天左右,并且就中国沿海而言,相对全球平均一维模型,利用中国地区平均一维电导率模型作为背景模型的海洋效应校正结果更加合理.进一步对广州台站海洋效应校正前后的C-响应进行了1-D反演,由于校正前的C-响应在小周期时受海洋效应特别大,直接反演无法拟合数据;但校正后反演拟合明显变好,得到的1-D导电模型表明广州地区上地幔及地幔转换带的电阻率比中国平均电阻率高约一个量级,推测中国华南地区南部的地幔转换带可能处于相对冷的环境,该模型可能成为菲律宾海板块西向俯冲并滞留到华南大陆下方地幔转换带的电性证据.     

1957—2009年南澳蒸发量变化特征及影响因子

利用1957—2009年南澳县小型蒸发皿蒸发量资料,分析了南澳蒸发量的气候变化趋势。结果表明：南澳10月蒸发量最大,2月蒸发量最少;秋季蒸发量最大,夏季次之,冬季最少。1957—2009年蒸发量呈明显下降趋势,20世纪60—90年代基本上是锐减,21世纪的第1个10 a反而上升,平均以7.2 mm/a的趋势下降;11月减幅最大,7月减幅最小;冬季减幅最大,秋季次之,夏季最小。对蒸发量下降的原因分析表明,日照时数和平均风速的减少与蒸发量的减少呈显著相关,是蒸发量减少的主要影响因子;低云量的增多导致日照时数减少;低云量、总云量、相对湿度、降水量、水汽压与蒸发量呈负相关关系,其中低云量、总云量与蒸发量负相关显著。     

尿素作为过冷云冰核的实验研究

早在1956年日本的佐野(I.Sano)等人用扩散型小云室测定尿素在-14℃能出现较多的冰晶。1966—1969年美国的诺林贝格(R.G.Knollenbeng)测定尿素的成冰阈温为-15℃,尿素溶液滴的平均冻结温度为-16.8℃,但他认为“局部冷却”效应将会提高尿素的成冰能力,即尿素高速溶于水时高度吸热冷却达低共熔点温度(-11.4℃)成冰,因而使尿素成为优良冰核。根据国外报导,自1966年开始,我国北方一些省气象局,经常用飞机播撒尿素催化过冷云降水,仅吉林省每年用于尿素的费用(不计飞机等其他花费)就可超过万元。因此,为能正确评价野外试验效果和权衡这个支出是否值得,本文下面介绍对尿素微粒成冰阈温、成冰活化比以及尿素饱和溶液滴冻结温度的实验测定,给出我国对尿素的鉴定结果,并对尿素可否作为优良的过冷云冰核提出看法。     

浅部约束的地磁测深C-响应一维反演

地磁测深研究的周期范围通常为10~5~10~7s,缺少反映浅部电性结构的短周期信息,而C-响应受浅部电阻率影响明显,因此本文提出在反演中增加浅部(约200 km)电阻率约束以提高深部反演的稳定性和可靠性.在磁层环状电流满足P_1~0假设的条件下,球坐标系中一维导电薄球层状地球的C-响应和电导率分布关系由边界条件通过递推的方法计算得到.反演采用有限内存拟牛顿(L-BFGS)法;浅部电阻率约束通过将目标函数对模型参数的梯度设为零来实现;通过置信区间分析评价约束反演结果的可靠性.合成数据的无约束反演虽然最终的拟合效果很好,但浅部电阻率受初始模型影响,差异较大;采用浅部约束后,反演结果对初始模型依赖性明显减小,同时还能显著提高200~600 km范围内反演结果的准确性.对全球近地轨道卫星观测的C-响应数据约束反演后结果与前人一致,表现为地幔电导率整体上随着深度的增加而增加.参数置信区间分析表明,由于约束反演加入了浅部信息,电阻率的变化范围更加紧致,说明反演结果更加可靠.因此,有必要通过其他地球物理方法,如长周期大地电磁测深等获得浅部电阻率分布,作为先验信息参加反演,进行浅部约束的C-响应反演,获得更可靠的一维全深度电性结构,为地磁测深数据解释奠定基础.     

河南槐树庄金矿地质特征及矿床成因

槐树庄金矿位于华北板块南缘与秦岭造山带接合部位，其成矿作用与构造和热液有关。通过对其矿床地质特征、同位素地质特征、成矿温度及矿床成因等方面的研究，认为其成矿物质来源为熊耳群火山岩，成因类型属于中低温构造蚀变岩型金矿床。     

河南省陕县支建矿区铝土矿沉积特征研究

支建铝土矿位于三门峡—新安铝土矿成矿带。通过对支建铝土矿的结构要素及成因、构造特征、沉积层序、主要组分变化与埋深、沉积环境、迁移和沉积方式的研究,初步建立了该区铝土矿的沉积模式,指出进一步的找矿方向,即在古陆周围深部煤系地层之下,仍能形成具工业意义的铝土矿体,这对河南省铝土矿找矿工作和煤矿的资源转型有一定的借鉴意义。