GIS在历史、文化地理学研究中的应用及展望

通过对文献的综合分析,总结了GIS应用于历史地理学、文化地理学、考古和文化资源管理以及空间社会科学的研究进展,并介绍了我国历史文化地理信息系统的建设实践。尽管在历史地理和文化地理研究中GIS应用仍面临一些问题,但它拥有巨大的潜力。因此,国内历史地理和文化地理学者应该重新认识GIS的作用,开发适合的GIS应用软件,搭建跨学科的合作研究平台,争取将GIS在历史文化研究中的应用纳入数字城市计划之中。     

北京市土壤Hg污染的区域生态地球化学评价

城市土壤Hg异常/污染是中国普遍存在的重大生态环境问题。文章对北京市近1000km2范围内的地表土壤、壤中气、大气干湿沉降、大气颗粒物、大气中的Hg含量水平和空间分布模式进行了系统研究,查明北京地表土壤Hg平均含量为0.41mg/kg,大气干湿沉降物中的Hg平均含量为0.194mg/kg,壤中气Hg的平均含量为559.65ng/m3,大气颗粒物PM10和PM2.5中的Hg含量分别为0.59和0.67ng/m3,大气中的Hg平均含量为3.13ng/m3。北京市自2000年起实现了由燃煤转变为燃气的减排措施,导致干湿沉降物中的Hg沉降通量显著减少,2006年大气干湿沉降物中Hg的沉降通量1.837mg·m-2·a-1,北京市城区(近1000km2)Hg全年沉降为1837kg,空气中总Hg浓度由1998年的8.3~24.7ng/m3下降到2006年的3.13ng/m3,大气颗粒物中Hg含量由2003年的1.18ng/m3下降到2006年的0.59ng/m3(PM10)和0.67ng/m3(PM2.5),表明北京市煤改气减排措施的实施显著改善了大气环境质量。通过对土壤中Hg的存在形式研究,发现土壤中有硫化物(辰砂)及各种Hg盐(HgCl2)的含Hg矿物,Hg也可以各种吸附方式或壤中气方式存在。研究证实北京壤中气Hg与大气Hg存在显著的相关性(n=131,R=0.267,p<0.01),表明壤中气Hg是大气Hg的重要来源之一。利用2005年地表土壤总Hg与Hg释放速率的线性方程估算,土壤Hg平均释放速率为102.42ng·m-2·h-1,2005年土壤释放进大气的Hg通量为936.70kg。在查明土壤中存在大量辰砂矿物的同时,还分布有大量具有高温熔融特征的金属微球粒和玻璃质微球粒,证明燃煤和冶金烟尘是地表土壤Hg的主要来源。土壤中Hg、S、pH和辰砂颗粒浓度在空间上的高度耦合性表明,碱性条件下,土壤中高含量的S和Hg是辰砂形成的重要原因。按国家土壤环境质量标准,北京市I级土壤Hg环境质量的面积为176km2,Ⅱ级为808km2,Ⅲ级为24km2,超Ⅲ为36km2。Ⅲ级、超Ⅲ级主要分布在二环路以内的中心城区。城南(长安街为界)大气Hg环境质量明显优于城北,在北四、北五环之间的部分地区,大气颗粒Hg的环境质量为Ⅲ级或超Ⅲ级。在地表土壤Hg含量较高的中心城区,居民每天因呼吸摄入的Hg高达364ng,对人体健康构成潜在风险。根据我国"十一五"规划中每年实现10%节能减排的目标,对北京市未来50年土壤Hg含量的时空演变趋势预测,预测2050年北京因干湿沉降带来的Hg输入量为16.03kg,地表土壤释放Hg的输出量为37.36kg,明显大于Hg的输入通量,土壤Hg的环境质量将得到根本改善。预测到2040年Ⅲ级土壤Hg环境质量的区域将完全消失,到2060年以Ⅰ级土壤为主。     

中国海相碳酸盐岩的储层类型、勘探领域及勘探战略

中国海相碳酸盐岩有效储层成因类型主要包括古风化壳岩溶储层、礁滩储层及层状白云岩储层三大类。陆上中—古生界盆地三类储层均有分布,海上第三系盆地主要发育礁滩储层。针对我国海相油气地质特别是陆上中—古生界油气成藏的复杂性,提出应该加强对勘探及认识程度相对较低的礁滩储层形成的原生岩性-成岩圈闭油气藏的研究与勘探工作。石灰岩古风化壳岩溶储层具有强烈的非均质性,白云岩储层的含油气性比较依赖于有效储盖组合及构造圈闭。鉴于我国海相油气资源潜力巨大、勘探程度较低,故应该加强海相油气资源特别是陆上主要盆地海相油气资源及南海油气资源的研究与勘探开发,尤其要加强层序地层及岩相古地理编图等基础油气地质研究工作。     

稳定风浪场谱特征量间的关系

风浪宏观特征量是描述风浪场特征的重要物理量。作者基于风浪有停留在混乱运动状态的趋势的性质对风浪场特征量间的关系进行了研究。主频波频率附近的波动自风摄取能量,风浪吸收的能量通过非线性相互作用在谱中重新分配。谱中能量的重新分配产生多尺度波动,这导致风浪波面的混乱运动(风浪处于混乱运动状态)。在稳定状态,风浪运动最为混乱。当风浪状态偏离最混乱运动状态,谱中非线性相互作用引起的能量重新分配将使风浪回到该状态。基于线性海浪理论导出风浪场特征量间的关系。导出的关系与观测结果进行了对比,发现理论结果与观测结果很好地符合。风浪场宏观特征量间存在固有关系。尽管目前风浪场特征量关系的观测结果存在差异,但本文中证明,所导出的理论关系与实验结果很好地符合。     

舟山渔场及其邻近海域水团的季节特征

根据2001年夏季和2002年冬季两次现场调查所收集的CTD和营养盐资料,利用模糊聚类分析法,对舟山渔场及其邻近海域水团的季节特征进行了分析.结果表明,舟山渔场及其邻近海域水团的配置、分布范围、温盐特性和营养盐含量都有明显的季节特征.其中,冬季在全海域共有3个水团(江浙沿岸水、台湾暖流表层水和黄海混合水),而夏季则存在4个水团(江浙沿岸水、台湾暖流表层水、台湾暖流深层水和黄海混合水);冬季,江浙沿岸水的分布范围较小,温度偏低,盐度略高,营养盐偏高,而夏季,其分布范围较大,温度偏高,盐度偏低,营养盐偏低;冬季,台湾暖流表层水北伸最强,厚度最厚,温度最低,盐度最高,硅酸盐和硝酸盐偏高,而夏季,则北伸最弱,厚度最薄,温度最高,盐度最低,硅酸盐和硝酸盐偏低;台湾暖流深层水是一个季节性水团,它含有较丰富的营养盐;黄海混合水的分布范围和营养盐含量也都呈现出明显的季节特征.     

高分七号卫星双波束激光测高仪在轨几何检校与试验验证

高分七号卫星装载了国内首台双波束对地观测激光测高仪,用于辅助两线阵光学相机实现1:1万立体测图.由于卫星发射时的振动及入轨后空间环境变化,激光测高仪在轨指向等参数相对于实验室标定值发生较大偏移,直接影响激光测高精度.针对高分七号双波束激光测高仪,本文提出了由粗到精的"两步法"在轨几何检校方案.首先,构建单波束激光在轨几...     

黔西北地区典型铅锌矿床地质特征分析及找矿思路

通过归纳黔西北地区的区域地质背景,典型矿床的地质特征,比较矿床中矿石和含矿地层的Pb／盈比值和REE配分模式,分析构造展布、矿床（点）的分布和物探异常之间的关系,提出构造是区域的主要控矿因素,从而强调研究构造体系是综合找矿工作的重点。     

夏秋季东海陆架区二甲亚砜的分布特征及影响因素

于2013年10～11月和2014年5～6月调查测定了东海陆架区海水中二甲亚砜(DMSO)的浓度,探讨了溶解态二甲亚砜(DMSOd)和颗粒态二甲亚砜(DMSOp)的水平和垂直分布、季节变化及其影响因素;此外,对沉积物间隙水中DMSOd的浓度以及表层海水中不同粒径的DMSOp和叶绿素a(Chl a)进行了分析.结果显示,...     

《南岭成矿带成矿规律图》研编创新点及其找矿意义

由中国地质科学院矿产资源所编制出版的《南岭成矿带成矿规律图（1∶80万）》,是迄今为止矿种最全、资料最新、信息量最大的全面反映我国南岭勘查成果与成矿规律的区带级别（Ⅲ级成矿单元）成矿规律图。该图件研编实现了4大创新点：① 涵盖了南岭已发现的2903处独立矿产地,包括能源、金属、非金属和水气矿产等4大类的76个矿种,实现了南岭成矿带矿种与矿产地的全覆盖;② 归并了地质底图的地层并淡化显示,突出华南岩体、隐伏岩体的特色,使得不同构造—建造层地质单元的分布格局一目了然;③ 实现了矿产地、规模、类型、时代、成矿系列五位一体的综合图例设计,矿产地表达更简洁、直观;④ 综合成矿系列图、表、成矿体系图、剖面图等,以区域规律图编制的新思路和新方法,更集中反映和彰显南岭成矿带最新科研成果。该图件的研编有助于直观展示南岭成矿带矿产的时空分布格局,深入总结成矿规律,科学圈定重要找矿远景区,对于全面指导南岭的地质找矿工作具有重要的意义。     

可解释性长短期记忆模型用于预测湖泊总磷浓度变化

对湖泊总磷的变化预测和来源识别对水资源调度和流域生态治理有着重要的意义,然而复杂的生化反应和水动力条件导致的非平稳性给湖泊总磷浓度的准确预测带来极大的困难。为克服这一挑战,本文引入了基于加权回归的季节趋势分解(seasonal and trend decomposition using Loess,STL)技术和夏普利加法(SHapley additive exPlanations,SHAP)结合长短期记忆网络(long short-term memory neural network,LSTM)和门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)构建了一个可解释的预测框架,以增强对湖泊总磷浓度演变的预测并提高其可解释性。研究表明:(1)在骆马湖总磷浓度的预测中,该框架拥有较好的预报精度(R²=0.878),优于LSTM和卷积长短期记忆模型(convolutional neural networks and long short term memory network,CNN-LSTM)。当预测时间步长增加到8 h时,该框架有效提高了总磷浓度的预测精度,平均相对误差和均方根误差分别降低了47.1%和33.3%。从预测趋势来看,骆马湖在汛期的总磷平均浓度为0.158 mg/L,相较于非汛期的平均浓度,增加了202.1%。(2)运河来水是骆马湖总磷浓度最重要的影响因素,贡献权重为60.0%,并且不同断面(三湾、三场)的污染源受水动力、气象等因素的影响存在显著的时空差异。本文凸显了神经网络模型在预警水体污染方面的可实施性,并且为提高传统神经网络的学习能力和可解释性的开发与验证提供了重要方向。