主成分分析和熵值法相结合的水质综合评价模型及其在郑州市金水河的应用

水质评价对决策者决定水的使用功效尤为重要。水质综合评价系统中涉及到大量因子与指标,因子之间相互作用,致使水质的评价工作相对困难。主成分分析法可以消除因子间的相关性,因而被广泛应用于水质评价,但其忽略了数据离散程度的问题。熵值法则考虑了数据的离散特点。为更好地进行水质的综合评价,本文提出把主成分分析法和熵值法结合起来确定指标权重的方法,建立了水质评价模型,并采用该模型对郑州市金水河再生水2009年的水质情况进行评价,将评价结果与单独采用主成分分析或熵值法的结果进行了比较。结果表明了该方法的可行性与实用性,能够为非常规水资源利用提供理论依据和决策参考。     

山东省县域生态效率测算与时空特征分析

基于多源遥感数据提取投入产出数据,采用考虑非期望产出的超效率EBM模型对2000—2015年山东省县域生态效率进行测度,在此基础上采用核密度估计、空间自相关等方法对山东省县域生态效率的时空特征进行分析。研究表明：①山东省县域生态效率呈现波动式发展趋势;高值区与低值区存在显著空间分化,胶东半岛与济南都市圈构成高值集聚区,鲁西北、鲁西南、鲁南地区形成低值连绵带;②山东省县域生态效率无明显的两极分化现象,处于高值区、低值区的县域生态效率值变化较大,生态效率空间非均衡性逐渐扩大;③山东省县域生态效率存在显著空间正相关,且空间集聚性呈现增强态势;县域生态效率存在空间俱乐部趋同特征。     

城市生产性服务业空间分布研究：以南京为例

20世纪90年代以来,随着信息技术的发展和应用,城市与区域空间结构也逐渐发生了相应的变化,这已成为西方学术界研究的重点问题。作为长江三角洲三大中心城市之一,南京城市空间发展也日益受到了信息化、全球化的影响,并表现出了新的结构特征。本研究从全球、国家及区域背景出发,分析南京城市生产性服务业的空间变化,及其所带来的空间结构的转型。这包括城市商务中心功能的强化与边缘商务空间的培育、信息产业密集区出现、学习型区域的空间重构几个方面。     

新仙女木期黄河晋陕峡谷古风成沙层年代及其物质来源

通过对黄河晋陕峡谷壶口至龙门段开展广泛细致的野外考察,发现了典型的晚更新世以来黄土—土壤层夹古风成沙层剖面—北桑峪剖面（BSY）。结合不同类型沉积物的野外宏观特征、磁化率、粒度成分、石英颗粒表面特征和地球化学元素的对比分析,确定黄河晋陕峡谷壶口至龙门段BSY剖面中所夹古风成沙层的性质为中沙质细沙,是在干旱多风环境下形成的沙质沉积物。基于光释光（OSL）测年数据,确定其沉积年代为12.5-11.6 ka,记录了黄河中游发生在末次冰消期的极端干旱事件,其与相邻区域沙漠/黄土过渡带中湖沼沉积和风成黄土—古土壤剖面记录的新仙女木事件相对应。该剖面中古风成沙沉积物的物质来源,主要来自黄河晋陕峡谷的古河床相沙层物质。这是因为该河段处于干旱半干旱季风气候区,在新仙女木时期,黄河晋陕峡谷处于极端干冷的环境之中,冬季风强盛、夏季风衰弱,黄河水位下降明显,河漫滩和江心洲将大面积出露,大量的沙物质在风力作用下向岸边输移,成为河谷两侧缓坡台地上古风成沙沉积层出现的主要沙源地。这个研究成果对于进一步揭示黄河中游流域极端干旱事件发生的时间性规律及其与季风气候变化的关系,具有重要的科学意义。     

稻田生态系统服务价值测算方法与应用——以苏州市域为例

对稻田资源的生态服务价值重视不足是稻田保护工作的最大缺陷,导致了稻田资源流失严重。本文以苏州市水稻田为例,运用造林成本法、瑞典碳税法、制氧工业成本法、替代成本法、影子工程法、当量因子法等方法对稻田生态系统各项服务价值进行了测算。结果表明,苏州市域稻田生态系统服务净总价值量为60785.18×10⁵元,单位面积净价值量为73111.84 元/hm²。其中,正面总价值量为68485.93×10⁵元,环境效应负总价值量为7700.75×10⁵元,前者为后者的8.89 倍。从稻田生态系统服务价值各部分的比例看,其实物生产价值远远低于其生态经济价值,表明了作为人工湿地生态系统,稻田生态服务价值对社会经济的可持续发展具有十分重要的作用。研究结果将有助于确定稻田保护经济补偿标准,为各级政府出台相关政策提供思路和依据     

共和盆地黏土矿物与孢粉记录的末次冰消期以来的气候环境相位差

在青藏高原北缘共和盆地达连海钻取了40.92 m沉积柱,其¹⁴C年代有10个控制点,底部年龄最大值为14.5 cal ka BP,沉积柱为末次冰消期以来的湖泊沉积物。在沉积柱中按20 cm/70 a分辨率选出200个样品进行了黏土矿物、粒度、碳酸盐、沉积速率等非生物指标与生物指标的孢粉等多项指标的综合分析。结果表明：末次冰消期以来,达连海沉积柱中非生物指标与生物指标反映的气候和环境变化阶段的显著性不同,反映的气候环境的变化阶段也不尽一致,出现气候环境的相位差。冰消期黏土矿物非生物指标与孢粉生物指标有约1.0~1.2 ka的相位差;早、中全新世黏土矿物反映的气候变化时段较孢粉指标指示的时段滞后约1.0 ka;在晚全新世黏土矿物反映的气候变化较孢粉滞后约0.1 ka。造成黏土矿物和孢粉反映气候环境相位差的原因是孢粉和黏土矿物对气候响应的差异性、黏土矿物和孢粉搬运方式的不同、气候条件及其转换、地貌等多因素的综合影响。     

GPU accelerated marine data visualization method

The study of marine data visualization is of great value. Marine data, due to its large scale, random variation and multiresolution in nature, are hard to be visualized and analyzed. Nowadays, constructing an ocean model and visualizing model results have become some of the most important research topics of ‘Digital Ocean'. In this paper, a spherical ray casting method is developed to improve the traditional ray-casting algorithm and to make efficient use of GPUs. Aiming at the ocean current data, a 3D view-dependent line integral convolution method is used, in which the spatial frequency is adapted according to the distance from a camera. The study is based on a 3D virtual reality and visualization engine, namely the VV-Ocean. Some interactive operations are also provided to highlight the interesting structures and the characteristics of volumetric data. Finally, the marine data gathered in the East China Sea are displayed and analyzed. The results show that the method meets the requirements of real-time and interactive rendering.     

毛乌素沙漠边缘地区春末夏初沙尘暴天气的物理量场结构

沙尘暴天气是毛乌素沙漠边缘内蒙古、甘肃、宁夏、陕西等地区春末夏初特有的一种灾害性天气。应用欧洲中心再分析资料的气压场和各种物理量场,选取了5个沙尘暴个例,分析了沙尘暴时期各层气压场的特征和物理量的空间结构。结果表明：蒙古高压是影响沙尘暴的主要天气系统。在沙尘暴发生时,蒙古高压前部整层都为宽广而强劲的西北气流,从地面可伸展到200 hPa附近,其物理属性是干、冷,其前部近乎于东北—西南向的区域,是锋区的密集带,也是各种物理量表现最为敏感的区域,垂直速度场为上升运动区,涡度场为正涡度区,高—低层散度差值场为正值,这些物理量都为沙尘暴的发生起到了推动和加强作用。     

训练样本对遥感影像分类精度影响研究

以大理SPOT-5 HRG影像和Landsat TM影像作为数据源,在构建标准训练样本数据集的基础上,探索训练样本对遥感影像分类的影响。选取不同训练样本数量组合,分别对监督分类中的平行六面体、最小距离、马氏距离、最大似然法、神经网络和支持向量机6种分类方法进行多次实验,并采用Kappa系数和总体分类精度对实验分类结果的精度进行评价。结果表明:以多次分类结果的平均值作为最终的分类结果能减小随机误差;增加训练样本数量可以减小单次分类引起的随机误差;在不同的训练样本量下,支持向量机的分类精度最高。     

澜沧江典型对比流域水力侵蚀快速调查与评价

根据水力侵蚀面蚀和沟蚀两种不同侵蚀形态发生过程尺度空间大小不一的侵蚀特点,确定了研究区面蚀和沟蚀的不同调查评价方法.面蚀的发生过程空间尺度小,选用小区调查方法进行,而沟蚀的发生过程尺度空间大,在典型调查小流域尺度进行全面调查.然后在两种尺度下,分析形成沟蚀和面蚀的影响因素,进行沟蚀程度和面蚀强度分级,并把研究成果展延到澜沧江凤庆河流域和晓街河流域.最后,以在典型调查小流域的研究结果为对照判别依据,判断风庆河和晓街河流域的土壤侵蚀状况.结果显示,澜沧江典型流域的面蚀强度差异不大,沟蚀是造成不同流域土壤侵蚀和沟道输沙差异的主要水力侵蚀形式.