嵌入式马尔科夫链的地质属性建模与应用

传统的地质统计学所形成的算法理论和方法(如克里格算法)过分依赖样品的数据,变异函数参数众多,给地质模拟造成很大困难。基于马尔科夫链的地质属性建模采用转移概率描述样品区域的各种参数变量,通过转移概率矩阵直接推导地质属性分布比例、平均长度,其简化了地质空间各向异性处理过程,克服了传统地质统计学中参数众多且复杂难以计算和地质体分布过程中存在不对称性等缺陷,使得整个地质属性建模的过程更简洁、清晰,容易理解,且建模的结果可以很好地反映地质体空间分布的复杂性。该文利用马尔科夫链对南京市河西地区的新近地质层进行了地质属性建模,实例应用表明,使用该模型进行地质属性建模可为进一步的数值模拟提供支持。     

基于作息空间思想的人口统计数据空间化方法

探讨了基于作息空间思想的人口统计数据空间化方法。定义居住和工作的活动空间范围为作息空间,并结合土地利用类型数据和泰森多边形构建了作息空间,以作息空间人口密度作为人口空间分布的表达方式。对辽宁省2005年人口统计数据进行了实例分析,精度优于传统的面积权重内插法,结果的地图渲染能够表现受自然因素和社会经济因素影响的人口分布特征。该方法不涉及复杂的权重计算过程,也可以避免主观因素的干扰,简单易行,有较强的实用性。     

黄河三角洲湿地柽柳林生长动态密度结构的响应特征

为了阐明滨海湿地不同密度柽柳(Tamarix chinensis)林的生长动态,探索滨海湿地柽柳林的密度合理性,在黄河三角洲莱州湾南岸的山东昌邑海洋生态特别保护区内,利用标准木树干解析法,对10a生的3种密度(2400株/hm2、3 600株/hm2和4400株/hm2)的柽柳林地上生物量、林木生长动态和基径分布特征进行研究.结果表明,3种密度林分的地上生物量、树高生长量和林木基径生长过程差别较大.随着林分密度增大,林木单株生物量和基径减小,但单位面积林分生物量增加;树高、基径的速生期都出现滞后现象.3种密度林分基径分布的偏度系数(SK)差别较大;密度为3 600株/hm2林分的SK值为0.085,接近正态分布,林分密度结构和基径分布较为合理;密度为2 400株/hm2和4 400株/hm2林分的SK值分别为-0.842和0.303,偏离正态分布,林分密度结构不合理.密度为2 400株/hm2林分的峰度系数(K)为0.017,林木生长相对整齐;密度为3 600株/hm2和4 400株/hm2林分的K值相差不大;密度因素对林木分化作用较小.若不考虑10a间的林木间伐利用,该区柽柳人工造林合理的初植密度建议为3 600株/hm2(株行距约2.0 m×2.0 m).     

Validation of the effects of temperature simulated by multi-model ensemble and prediction of mean temperature changes for the next three decades in China

Using series of daily average temperature observations over the period of 1961–1999 of 701 meteorological stations in China, and simulated results of 20 global climate models (such as BCCR_BCM2.0, CGCM3T47) during the same period as the observation, we validate and analyze the simulated results of the models by using three factor statistical method, achieve the results of multi- model ensemble, test and verify the results of multi-model ensemble by using the observation data during the period of 1991–1999. Finally, we analyze changes of the annual mean temperature result of multi-mode ensemble prediction for the period of 2011–2040 under the emission scenarios A2, A1B and B1. Analyzed results show that: (1) Global climate models can reproduce Chinese regional spatial distribution of annual mean temperature, especially in low latitudes and eastern China. (2) With the factor of the trend of annual mean temperature changes in reference period, there is an obvious bias between the model and the observation. (3) Testing the result of multi-model ensemble during the period of 1991–1999, we can simulate the trend of temperature increase. Compared to observation, the result of different weighing multi-model ensemble prediction is better than the same weighing ensemble. (4) For the period of 2011–2040, the growth of the annual mean temperature in China, which results from multi-mode ensemble prediction, is above 1 °C. In the spatial distribution of annual mean temperature, under the emission scenarios of A2, A1B and B1, the trend of growth in South China region is the smallest, the increment is less than or equals to 0.8 °C; the trends in the northwestern region and south of the Qinghai-Tibet Plateau are the largest, the increment is more than 1 °C.     

吉林省春季土壤水分分布特征及影响因素分析

利用2003~2010年吉林省春季土壤含水率数据及相关数据,采用常规统计方法、地统计学方法和基于地理信息系统的空间分析方法,讨论吉林省春季土壤水分分布特征,并对其影响因素进行初步分析。结果表明,吉林省春季0~30 cm土壤平均含水率总体上呈由西向东逐渐增加的趋势,空间差异性显著,其中10 cm深度土壤含水率空间差异最大;土壤层之间的距离越近,土壤含水率的相关性越好,东部10 cm深度与其他层次土壤含水率的相关性好于中西部,中部相比东部和西部而言,各层次之间土壤含水率相关性最差。研究还发现,田间持水量和降水量是影响吉林省土壤含水率分布的主要因素,受土壤、气候等自然要素的空间异质性影响,田间持水量对中部和东部的土壤含水率影响更大,而降水对中部和西部的土壤含水率影响更大。     

教育公共服务设施可达性评价与规划——以江苏省仪征市高级中学为例

学校是公共服务设施的重要组成部分,其空间分布以及可达性的优劣,直接影响到受教育者接受教育的机会和方便程度。把可达性的概念引入到教育公共设施的规划中,利用Mapinfo公司的控件MapX和Borland公司的可视化编程语言Delphi,开发了基于时间最短的路径选择信息系统,生成了学校可达性的等时线图和学校服务范围图,通过该系统可直观地看到区域内任何一点到达学校所花费的最短时间以及通过的路径。以江苏省仪征市的高级中学为例,运用该系统对高级中学的可达性进行了评价,并提出了其规划方案。     

辽宁沿海经济带工业环境效率分析

环境效率是生态效率的重要组成部分。基于环境效率对于指导区域经济与环境协调发展的重要意义,以重工业基地辽宁沿海经济带为例作环境效率研究,应用数据包络分析(DEA)和随机前沿分析(SFA)测算辽宁沿海经济带2001~2009年工业环境效率和产出弹性。在此基础上利用Tobit模型构建多元线性回归,分析工业环境效率的关键影响因素。结果表明:2001~2009年辽宁沿海经济带工业环境效率有大幅提高,但与理想状况仍有一定差距。其中大连的工业经济增长主要依靠劳动力推动,对环境成本的依赖正在减小,丹东、营口和葫芦岛3市的工业增长需要牺牲更多的环境成本。重工业化、资本密集化和高新技术化不利于工业环境效率提高,经济发展水平的提高则极大地促进了工业环境效率的提高。所有制结构、生产规模、外商投资和环境管理力度等因素因其作用的两面性,对工业环境效率无有效影响。     

基于MFA与DEA分析的辽宁省物质减量化检验研究

选择老工业基地的核心代表——辽宁省作为研究对象,分析其物质流账户指标,判断了1990～2008年辽宁省直接物质投入、生产过程排放及物质总需求3个账户指标的走向趋势;运用数据包络分析(DEA)方法分析物质流账户(MFA)主要指标的综合效率,明确了辽宁省物质减量化的急切任务,对辽宁省物质流减量化发展历程进行了检验研究。研究发现:(1)辽宁省经济增长的物质投入减量化趋势存在,物质投入对环境的破坏表现仍然比较突出。(2)辽宁省直接物质投入与生产过程排放各自的综合效率呈增长趋势,总体平均效率较低,即经济发展伴随着物质投入的相对饱和及废物排放对环境的破坏。(3)辽宁省物质减量化的反弹效应升高,表现为随直接物质投入的增加,环境压力将更加严峻;减量效应的波动变化影响了相应年份的物质投入与排放。(4)1990～2008年,辽宁省共减少直接物质投入22.88亿t、减少生产过程排放5.82亿t;潜在物质减量指数高于潜在废物减排指数,折射出由于直接物质投入的持续增长,将会导致废弃物的进一步过度排放;物质减量化总缺口与废物减排总缺口均大于0,说明辽宁省物质减量化和废物减排潜力得到一定程度实现,但是与理想状态还有较大差距。     

气象卫星遥感地表温度推算近地表气温方法研究

气温是各种植物生理、水文、气象、环境等模式或模型中的一个非常重要的近地表气象参数.多年来气温数据以离散的常规气象站点观测为主,连续分布的格点气温数据则以站点资料插值而得到,分辨率低,无法反映地形等下垫面因素对局地气温的影响,在农业气候区划等研究中具有一定的局限性.随着卫星遥感地表温度算法的日趋成熟,为探讨卫星遥感地表温度数据在气温观测中的可能性和可行性,利用全中国2340个站点1998 2007年的逐旬平均最高气温数据,以及相应时段的NOAA/AVHRR旬最高地表温度数据,以线性回归及拟合模型为主,通过考虑植被指数、土地覆盖类型、季节、风速、气压、降水等各类影响因子,建立了旬最高地表温度与旬平均最高气温间的推算模型,并利用未参与建模的2002-2003年的常规气象站点气温数据,同时与推算气温和插值气温结果进行对比分析.结果表明,利用卫星遥感地表温度数据推算的旬值气温数据可取得较高的精度,尤其在地形复杂地区以及站点稀疏地区精度明显高于插值气温结果.     

精细化监测资料在山西暴雨预报模型改进中的应用

利用近3年5—9月山西63个GPS/MET临测站反演的逐时气柱水汽总量空间分布图与对应的459天气象观测资料、12个暴雨日的暴雨落区以及对应的流型配置图,对比分析发现:(1)当气柱水汽总量空间分布的水平梯度在25～40 mm/l经(纬)度时,未来12～36小时,在水平梯度的大值区及其南北(东西)0.5～1.0个经(纬)度的范围内,暴雨及其以上天气出现的概率达100%,当气柱水汽总量空间分布的水平梯度≥40 mm/l经(纬)度时,在水平梯度的大值区及其南北(东西)0.5个经(纬)度的范围内出现大暴雨的慨率为63.6%;(2)暴雨落区在气柱水汽总量空间分布图中水汽含量水平梯度大值区及其以北(西)还是以南(东)0.5～1.0)个经(纬)度的范围出现,不同的流型配置会出现不同的结果。应用逐时GPS/MET资料和逐时自动气象站极大风速风场资料,依据暴雨出现在气柱水汽总量空间分布图中水汽含量水平梯度大值区的不同位置,建立不同流型配置下的多种暴雨概念模型;采用轮廓识别技术在C/S架构下,对12～36小时暴雨落区预报模型进行改进并实现了自动化运行,2011年进行准业务使用证明效果良好。