生态遥感新锐——轻小型无人机的应用

基于研究对象视角梳理轻小型无人机遥感手段在生态学研究中的应用现状,重点分析了无人机在不同生态对象应用的优势和局限：优势主要在于其能够高灵活性、高分辨率地获取各生态对象的数据,为较大规模的生态研究提供了便利。在农田生态系统应用中主要关注农田信息检测、自动化农作等方面,但在这方面的应用还比较单一,缺乏更深层更全面的系统化应用;在森林草地中主要关注植被结构参数提取、生物量反演等,在数据采集过程中应注意设备的稳定性避免对数据准确性造成影响;城市生态系统主要集中在城市环境监测和测绘方面,同时城市方面飞控政策尚待完善;水生生态系统主要关注水生动植物监测和潮间带观测等,大规模监测也对设备续航和数据标准化处理提出了要求;动物研究应用中主要关注动物迁徙规律、物种分布等方面,在监测过程中需注意不要对动物栖息造成干扰。总的来说,无人机应用局限主要在于其获取的数据处理尚未标准化,飞控政策尚未成熟和硬件续航等方面。在此基础上探讨了未来无人机遥感在生态学研究的应用趋势：随着无人机智能化的软硬件发展和云端生态大数据的建立,无人机数据的获取和处理将更加智慧化,多源的无人机遥感数据将会更好地服务于生态学研究。     

Multi-dimensional expansion of urban space through the lens of land use: The case study of Nanjing City,China

Journal of Geographical Sciences - The study of multi-dimensional expansion of urban space (MEUS) addresses the laws of urban spatial expansion from all directions and angles. Using Nanjing as an...     

顾及海底地形坡度的应答器互测距能力估计

研究了在海底声速梯度为正的情况下,应答器最大互测距距离的计算方法。对于平坦地形,直接基于声线跟踪的原理计算;对于倾斜地形,首先将实际声线轨迹近似为圆弧,然后利用牛顿法迭代计算初始掠射角,进一步得到两应答器间的水平距离。仿真实验结果表明,应答器的架设高度越高,最大互测距距离越远;同样架设高度,坡度越大的地形互测距距离越短。     

Biomarker-based Seawater Temperatures of Winter Sinking Particles and Core-top Sediment in the Ulleung Basin of the East Sea

Ocean Science Journal - This study evaluates the application of biomarkerbased temperature proxy data (alkenone with its resultant $$U_{37}^{K'}$$ index and glycerol dialkyl glycerol tetraether...     

菲律宾海底层水体在1990s—2010s之间的暖化*

跨菲律宾海的重复断面水文观测揭示: 菲律宾海底层水体从1990s到2010s增暖了0.002~0.01℃。在西马里亚纳海盆和四国海盆, 较冷的下层绕极深层水(Lower Circumpolar Deep Water, LCDW)减少, 较暖的LCDW增加; 而在菲律宾海盆, 较冷的变性LCDW减少, 较暖的变性LCDW增加。菲律宾海盆4000dbar的热通量是0.0413W·m^-2, 而西马里亚纳海盆和四国海盆的是0.0221W·m^-2。菲律宾海盆由于深层海洋热膨胀引起的局地海平面上升速度是0.0621mm·yr^-1, 而西马里亚纳海盆和四国海盆的是0.0333mm·yr^-1。     

基于出租车用户出行的功能区识别

出租车数据作为城市大数据重要来源,其上车行为和下车行为直接反映城市人群出行行为特征,帮助城市规划者发现城市人群出行规律和城市功能结构。但是出租车数据隐含多维度信息,一维或者二维模型不足以表达和挖掘其蕴含的多维信息,因此本文选择可以承载多维数据的张量模型对出租车OD（上车/下车）数据进行时空模式挖掘。本文将北京六环区域划分为500 m×500 m格网,采用北京市2012年11月1-16日的出租车OD数据,分别构建O点和D点张量,利用张量分解模型从日尺度、时段尺度揭示出租车用户出行时间模式,同时获取不同时段对应的出租车用户出行空间模式,并推测空间模式包含的语义属性。本文结合城市兴趣点（Point of Interest, POI）数据,提高空间模式语义属性推测的准确性,识别出租车用户出行功能区。结果表明：出租车用户出行时间符合工作日和休息日的早高峰、日间、晚高峰以及夜间模式;对应8种时间模式,出租车用户出行包含8种空间模式,每一种空间模式都是对应时间模式下的上下车热点区域,因此空间模式的变化表明城市人群在不同的时间点,到达不同的场所,进行不同的活动,间接表达空间功能的动态变化;区域的功能不是单一静态的,而是随着时间在不断地变化,是不同时段功能的组合。本文揭示出租车OD数据中隐含的出租车用户出行模式和空间功能动态变化,对利用人类行为时空模式研究区域空间功能结构具有科学参考价值。     

Variations of δ<Superscript>18</Superscript>O in Rivers of Crimea in Winter

The results of studies of variations of δ¹⁸O values in river water in Crimea Peninsula in January–February 2015–2017 are given. The variation range of δ¹⁸О in river water over the three years of studies never exceeded 3‰. A tendency toward an increase in δ¹⁸О in the water of the Salgir, Kacha, Al’ma, Bel’bek, Biyuk-Karasu from their sources to mouths was identified and explained by a decrease in evaporation in the mouth areas of the rivers relative to their sources and upper reaches, and the inflow of isotopically light precipitation (rain and snow) into the rivers in their upper reaches. The values of δ¹⁸О in waters of the rivers with regulated stream were found to increase under the effect of the Simferopol Reservoir on the Salgir River and the Izobil’nenskoe Reservoir on the Ulu-Zen’ River. The values of δ¹⁸О in the upper reaches of the large rivers of Kacha and Bel’bek (the northwestern slope of the Crimean Mountains) vary from ?8.7 to ?9.7‰, except for the rivers of Al’ma (?7.7‰) and Kokozka (?10.2‰) because of the different shares of groundwater in the recharge of these rivers.     

Bayesian Monitoring Design for Streambed Heat Tracing: Numerical Simulation and Sandbox Experiments

Heat tracing methods have been widely employed for subsurface characterization. Nevertheless, there were very few studies regarding the optimal monitoring design for heat tracing in heterogeneous streambeds. In this study, we addressed this issue by proposing an efficient optimal design framework to collect the most informative diurnal temperature signal for Bayesian estimation of streambed hydraulic conductivities. The data worth (DW) was measured by the expected relative entropy between the prior and posterior distributions of the conductivity field. An adaptively refined Gaussian process surrogate was employed to alleviate the computational burden, resulting in at least three orders of magnitude of speed-up. The applicability of the optimal experimental design framework was evaluated by both numerical and sandbox experimental cases. Results showed that the most informative locations centered in the transition zones among the main patterns of the hydraulic conductivity field, while the most informative times centered in a short period after the minimum/maximum temperature appeared. With the fixed number of measurements, extending the calibration period was more beneficial than increasing the monitoring frequency in improving the estimation results. To our best knowledge, this work is the first study on Bayesian monitoring design for streambed characterization with the heat tracing method. The method and results can provide guidance on selecting monitoring strategies under budget-limited conditions.     

营养状态指数在长江下游小型浅水湖泊富营养化水平评价中的局限及改进建议

基于多个环境变量、以等权或者加权平均法获得的综合营养状态指数（Carlson指数：TSIc;修正后的Carlson指数：TSImc;综合营养状态指数：TLIc;湖库营养状态指数：EIc）得分是当前评价湖泊营养水平的主要依据,其值计算时先要获得基于单个环境变量的营养状态指数分值。若基于总氮（TN）、总磷（TP）和透明度（SD）等的单个理化指标与基于叶绿素a(Chl.a)的营养状态指数得分间存在显著差异,表明依据理化指标的评估结果低估或者高估湖泊的实际营养水平。长江下游分布大量的小型浅水富营养化湖泊,但基于理化指标的评估结果是否会误判湖泊的实际富营养化水平的研究很少。本研究以长江下游的14个浅水富营养化湖泊为对象,于2019 2020年按照季度采集水样并测定水环境因子,分析基于理化指标和基于Chl.a的各营养状态指数（TSI、TSIm、TLI和EI）得分间的差异。结果表明,基于SD的TSI、TSIm、TLI和EI的年均得分均显著高于基于Chl.a的相应营养状态指数的年均值;除TSI(TP)vs.TSI(Chl.a)外,基于TP与基于Chl.a的其他营养指数的年均得分间均有显著性差异;仅TL...     

青藏高原东北缘SKS波分裂研究

利用青藏高原东北缘区域数字地震台网43个台站的远震SKS波形资料,采用最小能量法和旋转相关法得到台站下方上地幔介质各向异性的分裂参数:快波偏振方向(φ)和快慢波时间延迟(δt)。研究结果表明:在塔里木盆地东南缘区域,各向异性快波方向与该区域的断裂走向存在明显的夹角,该盆地向柴达木盆地的俯冲方向一致,各向异性归因为古构造运动遗留下的"化石各向异性",且由于壳幔物质的拆沉作用,推测该区域壳幔之间存在解耦作用;在祁连—河西走廊区,SKS快波偏振方向呈NW-SE,与主要断裂带的走向一致;在西秦岭北缘断裂带附近,观测到快慢波时间延迟有着较大的变化,可能是岩石圈变形和软流圈物质流动共同导致;在鄂尔多斯板块内,快波方向呈NW-SE方向,可能暗示青藏高原深部物质分叉绕流运动。青藏高原东北缘不同区域台站下方的各向异性均具有差异性,进一步证实了青藏高原东北缘地区构造变形的复杂性。