关于水资源合理开发与利用的哲学思考

运用辩证的思维方法,从水资源的过量开采、水资源的承载力、水资源的生态效益等方面对水资源的合理开发与利用进行了分析与思考,运用水循环的理论和哲学的思维方法说明了人、水环境、和生态环境之间以及各个环境内部整体与部分之间的相互作用与关系.     

兴隆水利枢纽对汉江河岸带氮素分布特征的影响

河岸带作为地表水和地下水的连接枢纽,主要通过反硝化等作用控制着二者之间的氮循环。水利工程会显著改变河流区域水文环境,进而影响河岸带氮素的分布和循环,探明水利工程对河岸带氮循环的影响机制对了解区域氮素的控制及利用具有重要意义。以兴隆水利枢纽为对象,在枢纽上、下游沉积物样品进行了总氮、“三氮”（铵态氮、亚硝态氮、硝态氮）及相关土壤理化性质的分析。结果表明:（1）水利枢纽上游河岸带沉积物氮素含量显著高于下游,上游A剖面总氮、“三氮”平均含量是下游B、C剖面的1.12～3.27倍;（2）水平方向上,3个剖面的河岸带的总氮、“三氮”含量变化具有相似性,即同一剖面上总氮含量在堤内较高,且“三氮”含量均会在堤内靠近堤防的采样点发生突变（剧增或锐减）;（3）垂向上总氮、“三氮”分布规律相似,即0～60 cm氮素含量迅速减少,60 cm以下呈不规则变化,总体上氮素含量呈自上而下减少的趋势。兴隆大坝主要影响其上游,通过蓄水抬升了上游河岸带地下水位,沉积物长期处于被淹没状态导致其脱氮能力下降。此外,同一剖面由于堤防导致的微地貌差异,堤内的地下水埋深较堤外的浅,堤内沉积物脱氮能力弱于堤外。     

多源遥感技术在土地利用分类中的应用

为有效提高土地利用分类精度,研究多源遥感数据的分类方法,提出了利用多源遥感技术进行土地利用分类。对居民地、耕地、林地、水体、未利用土地等土地利用类型的光谱特征及微波散射特征进行了分析,将高分一号多光谱数据与RADARSAT-2数据相结合,利用决策树分类器实现了土地利用类型的划分,其总体分类精度达到96.6%。与高分一号数据最大似然分类及RADARSAT-2数据的Freeman-Durden三分量最大似然分类进行了精度比较,结果表明,多源遥感技术可实现数据的特征互补,其分类精度优于仅采用多光谱数据或微波数据的分类精度。     

地缘环境解析：理论与方法笔谈

在陆大道等人的号召下,中国地理学界发起了地缘政治研究复兴的第二次尝试。这次复兴有明确的主题:地缘环境研究。通过召开数次地缘环境研究会议和建立地缘环境研究中心,自2010年以来我国地缘环境研究已经取得了长足发展。为进一步推动地缘环境解析理论与方法研究,特组织此次笔谈。基本结论如下:(1)地缘环境仍没有形成统一的概念,但是其构成中至少包含地理环境、地缘关系和地缘结构等;(2)地缘环境研究是一个跨学科的研究领域,但是由于时间较短,各学科理论如何与地缘环境相结合仍缺乏系统的探索;(3)地缘关系研究将成为当前地缘环境研究的重中之重,各种流空间将具有时空耦合规律;(4)国家并不是地缘环境研究中的唯一地缘体(行为体);(5)加强地缘环境顶层框架设计和数据技术的支撑将促进地缘环境研究;(6)不同的定性与定量的研究方法在地缘环境分析与评价中得到了很好的体现,如地缘环境系统模拟、地缘环境空间分异、海洋地缘环境演变等。     

水下地形匹配定位置信区间估计

地形匹配定位（terrain aided position,TAP）的似然函数反映了AUV（autonomous underwater vehicle）的位置在空间中的分布概率,由于地形的强非线性、随机性以及测量误差的非高斯分布使得似然函数也表现出非高斯分布的特点。TAP的误差与局部地形特征和地形测量误差密切相关,由于现有的方法未考虑局部地形特征,仅考虑了测量误差的统计置信区间,使得TAP置信区间的估计结果明显偏小。为解决TAP置信区间的估计问题,建立了TAP定位点的跳变模型。设TAP定位点Xp可以向搜索区间内任一点跳变,且向某一点的跳变概率与该点的似然函数值正相关,Xp向某一点跳变的置信度小于α时,认为xα不会向该点跳变,该点设为置信区间的边界点。另外,设地形匹配定位点的置信区间内匹配残差平方和函数为二次曲面,而Xp视为该曲面的待估计参数,则可以通过曲面参数的置信区间估计方法获得1-α置信度下的置信区间。新方法得到的置信区间范围大于现有的估计方法,试验结果表明,测量波束较少时,置信区间估计会出现异常,增加测量波束可以提高潮差和测量误差的估计精度,从而提高置信区间的估计精度,但测量误差非高斯分布条件下的补偿方法仍然需要进一步研究。     

放射性核素地在下介质中迁移机理与模型研究

介绍了铀尾矿库的物理、化学概念模型和其中重金属、放射性核素迁移的一般过程;论述了沉淀作用、络合作用和胶体作用对放射性核素迁移的影响;重点讨论了描述吸附作用的离交换模型和表面络合模型的建模机理;对定量模拟放射性核素迁移行为的Ｋｄ模型、表面络合模型及“反应－运移模型”的应用进行了评述。     

台风期间厦门湾潮流边界层特征研究

本文基于2007年8月圣帕台风影响台湾海峡期间的厦门湾垂向海流流速剖面观测资料,运用Karman-Prandtl模型统计和分析了流速对数剖面的出现频率和边界层参数（摩阻流速与粗糙长度）．结果表明流速剖面满足对数分布出现频率都超过50％,但进行内部一致性原则分析后,流速剖面满足对数分布情况均不足30％．造成流速剖面偏离对数分布的因素主要有：台风、径流、流速加减速、水体分层、底床结构、海底悬沙浓度等等．台风期间的摩阻流速和粗糙长度都大于非台风期间的数值．     

海底地形匹配高效质点滤波导航方法

海底地形匹配导航技术可实现自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)长时间的水下精确导航。质点滤波器(Point-Mass Filter,PMF)是实现 AUV 精确海底地形匹配导航的重要方法,但质点权重计算过程中需要寻找空间分布不规则的实测地形数据点与网格化先验地形图数据点间空间对应关系,造成大量计算消耗,严重影响了地形匹配导航算法实时性能。提出一种海底地形匹配高效质点滤波导航方法,通过构建伪输入高斯过程(Sparse Pseudo-input Gaussian Processes,SPGPs)模型,实现实测海底地形数据高效、精确网格化插值过程,并根据 SPGPs 方法提供的插值置信度实现网格化概率地图构建;搭建质点滤波器算法框架,提出适用于概率地图的质点权重计算过程,通过考虑网格化地图不同节点插值置信程度差别,提高地形匹配导航精度。于青岛中沙礁展开海上数据获取试验,并利用海试数据完成算法回放式仿真验证。试验结果证明,所提出网格化插值方法可实现高精度、高效地形深度插值过程,所提出海底地形匹配高效质点滤波导航方法可为 AUV 在线提供精确导航结果,且实时导航圆概率误差小于 3 m。