天绘二号卫星工程设计与实现

天绘二号卫星系统是我国首个基于干涉合成孔径雷达技术的微波测绘卫星系统,也是我国第1个近距离编队卫星系统,是国际上继德国TanDEM-X系统后的第2个微波干涉测绘卫星系统,并在国际上首次提出了通过设计双频成像解决干涉相位绝对模糊问题的方法,彻底摆脱了对地面控制数据的依赖。该系统工作于X频段,设计分辨率为3 m,处于500 km的太阳同步轨道,由两颗对等的卫星组成,采用异轨道面卫星编队、一发双收雷达收发模式的技术体制,可以快速测制全球数字表面模型和雷达正射影像。本文通过对干涉基线体制、卫星编队构型及雷达收发模式的选择,提出了天绘二号卫星技术体制;并从系统任务、主要性能及组成3个方面进行了工程设计;从总体论证、关键技术攻关及验证、型号研制3个阶段阐述了工程实现情况;最后介绍了卫星系统在轨测试验证情况。测试结果表明,所有指标达到了工程设计要求,产品精度与TanDEM-X系统相当,满足1：5万比例尺测图精度要求,从而验证了天绘二号卫星工程设计思路正确,工程实现的方法合理可行。     

城镇防沙的理论框架与技术模式

城镇防沙是在国家需求推动下产生的新领域,在没有形成自身理论体系的情况下,只能以风沙物理学、治沙工程学、恢复生态学,以及沙漠化防治和可持续发展等相关理论与技术为基础,通过工程实践和理论研究逐步建立城镇防沙理论体系。初步总结出的城镇防沙理论体系包括风沙灾害成因与区域风沙流场特征、城镇周边土地利用空间格局优化、防沙工程体系优化配置、防沙工程效率评估与预测4个分支领域,14项主要研究内容和9个支撑学科;技术体系包括8个分支技术领域和一个总目标（即:城镇防沙技术优化模式）。除青藏高原外的城镇防沙技术模式具有圈层结构特征,第一圈层都是以市（镇）区为核心的绿化景观带。对于地处半湿润风沙区外缘的城镇,第二圈层为高效农牧业生产区,第三圈层为生态涵养圈,第四圈层为封禁保护圈。对于半湿润风沙区内部的城镇,第二圈层为农牧业生产与沙丘封禁区,第三圈层为封禁保护圈。对于半干旱风沙区城镇,第二圈层为沙丘（地）封禁与农牧业生产区,分为近郊设施农业圈、远郊沙丘（地）封禁与农牧户独立生产圈两个次级圈层,第三圈层为沙丘（地）封禁保护圈。对于干旱风沙区城镇,第二圈层为节水灌溉农业区,第三圈层为外围防护带,第四圈层为封禁保护带。对于地处青藏高原山间盆地的城镇,防沙工程一般采取近郊“防护林带+人工草地+灌溉系统”,外层为“沙障+防护林带+人工草地+灌溉系统”,再外层为“防护林带+草地改良+封禁保护”的布局模式。对于地处青藏高原河流宽谷的城镇,防沙工程技术模式在宏观上根据河道走向布局,局部充分考虑防沙治沙与河道整治、水土流失和地质灾害治理有机结合,细节上依据沙尘源地类型和分布地貌位置选择防沙技术。     

旅游规划设计的内涵本质与核心理论研究

随着旅游业在吸纳就业、调整产业结构、带动区域经济发展等诸多方面作用日益凸显,旅游规划市场呈现出蓬勃发展的趋势.然而,从学科来看旅游规划不仅缺乏独有的核心理论和关键技术作为支撑,而且其与其他规划设计在本质上的区别也尚未能予以清晰地界定.为此,在前人研究和多年规划实践基础上,就若干基础性问题进行探讨:一是提出了旅游规划设计的六大本质特征;二是提出了旅游规划设计师的四大看家本领;三是提出了旅游规划设计的“12345”核心理论框架;四是提出了旅游规划设计的综合诊断技术、创造体验技术、综合匹配技术、时空设计技术和综合集成技术五大关键技术方法;五是讨论了旅游规划设计的学科性质和地位.     

褐藻纲海带目Laminaria属和Saccharina属基于三个分子标记的系统发育分析

In the past two decades, many studies have focused on the classification within genus Laminaria, ultimately trying to divide it into two subgroups or genera: Laminaria and Saccharina. A significant debate still surrounds the question of its division, as the conflicting phylogenetic hypotheses that have resulted from the classification studies are based on different taxon sampling, molecular markers, or analysis methods. It is aimed at elucidate the molecular phylogeny within Laminaria and Saccharina. The nine species of Laminariales are sampled from northern Asia and Europe, and 23 new sequences in the nuclear, plastid, and mitochondrial genomes are determined to identify their taxonomic status. The phylogenetic analyses of 71 species are performed, including representatives from six of the seven families of the order Laminariales, based on three separate data sets. An evidence is provided to strongly support a clear split that maintains the two recognized genera, Laminaria and Saccharina, with Laminaria appearing to be the ancestor group. Further, analyses indicate that all taxa in Saccharina and Laminaria did not form a monophyletic lineage, instead Laminariaceae and Lessoniaceae grouped together interlacedly, and Costariaceae appeared as the sister taxon of the Lessoniaceae–Laminariaceae clade. In the phylogenetic analysis, mitochondrial c oxidase I(COI) sequences appeared to be the most credible molecular marker which was more befitting than nuclear encoded internal transcribed spacer(ITS) and plastid encoded rbcL for establishment of Laminariales systematics. It is the most comprehensive phylogeny of the order Laminariales, and contributes to an enhanced understanding and estimation of the phylogenetic relationships for the economically important seaweeds, Laminaria and Saccharina.     

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基于多源数据的中国地形海拔分级指标调整研究

使用SRTM DEM、土地覆被、冻融侵蚀、河流沟谷等多源数据,对区分海拔等级的指标地物作了具体分析,以指标地物的平均海拔为依据,通过分级指标对象(如冰川、林线)分布高程重合或贴近的多条等高线圈形成分级等高平面,对陆地地貌进行切割划分,用每组指标对象偏离等高平面的值作为控制量(控制点),插值重构分级参考曲面。该方案最大限度突出指标的地理意义,形成的海拔分级结果与中国地理系统分布特征更为贴近,可以为中国大尺度地貌基本形态的划分提供参考。     

GC-MS联合二维核磁对文蛤多糖Fr.2A组分结构的解析

采用GC-MS联合二维核磁的方法,对文蛤均多糖结构进行解析。运用双酶辅助水提的方法,提取文蛤粗多糖(MMPX),分离纯化得到文蛤均多糖,并通过气质联用技术(GC-MS)和核磁共振波谱(1D,2D NMR),对文蛤均多糖的结构进行了分析。结果表明,从文蛤中提取得到文蛤粗多糖(MMPX),经分离纯化得到高纯度文蛤均多糖Fr.2A,其单糖组成为葡萄糖(Glc)。GC-MS分析发现,Fr.2A存在三种残基单元1,4-Glcp、T-Glcp和1,4,6-Glcp,摩尔比为5.58︰1.26︰1.0;核磁共振波谱分析表明,Fr.2A是以α-(1→4)与少量α-(1→6)连接为主链,并存在少量的α-(1→6)和β-(1→4)支链的新型水溶性D型吡喃葡聚糖。     

1980—2020年中国九大流域蒸散发及其组分时空评估

蒸散发是地表陆气水分交换的纽带,准确量化蒸散发的时空演变格局对于水资源规划与管理至关重要。本文基于GLEAM模型的蒸散发及其组分数据集,借助7个通量观测站数据、120个流域的流域水量平衡及PML_V2蒸散发产品,在中国九大流域系统评估了GLEAM-ET产品,分析了植被恢复背景下,蒸散发（ET）及其组分（植被蒸腾Ec,截留蒸发Ei,土壤蒸发Es）在1980—2020年的时空演变格局。本文主要得到以下结论：① GLEAM-ET产品在中国九大流域具有较好的适用性,其性能与气候类型有关,干旱区效果优于湿润区。此外,GLEAM与PML_V2模型在九大流域相关性较好（R>0.7）,分布格局与变化趋势整体保持一致。② 全国尺度上,ET均值为416.88 mm,增长速率为1.21 mm/a。Ec与ET均呈自东南向西北递减的分布格局,而Es与其相反。Ec、ET在九大流域均呈显著增加趋势（p<0.001）。Ei、Es在季风区流域分别呈显著增加和显著减小趋势;在内陆区流域呈不显著减小（p>0.05）和显著增加趋势。③在植被恢复背景下,ET组分比例发生了变化。Ec占比变化存在南北差异,南方流域Ec占比均减小,北方流域均增加。Ei占比在各流域均增加,Es占比均减小。黄河流域ET组分对植被恢复的响应最为明显,Ec占比增加了5.21%,Es占比减小了5.56%。     

洞庭湖区域雷暴大风分型及预报分析研究

使用S波段双偏振天气雷达资料,对2021年5月15日洞庭湖区一次强对流过程的多单体风暴阶段和飑线阶段分阶段进行了分析,并重点对前阶段的超级单体风暴I2进行了分时段分析,结果表明：(1) I2初始发展时段,水平反射率因子(Z_H)＞55 dBz区域、差分反射率因子(Z_DR)柱(＞2.5 dB)扩展至湿球零度层WBZ高度,对应区域差分相移率(K_DP)较大(＞1.7 °·km^-1)、相关系数CC在0.9~0.99,说明该时段降水相态是以夹杂着大雨滴的水凝物为主。(2) I2冰雹碰并增长时段,Z_H强度和发展高度急速增长,垂直液态水含量VIL出现明显跃增,Z_H强中心(＞60 dBz区域)扩展至-10℃高度以上,对应的Z_DR降至低于0,Z_DR柱(＞2.5 dB)扩展至-10℃高度;CC下降、K_DP出现“空洞”,说明该时段降水以固态粒子为主,且处于增大时段。(3) I2成熟降雹时段,Z_H强中心(＞60 dBz)底部降至WBZ高度以下、CC局部低至0.8、对应区域存在Z_DR负值区、K_DP空洞,说明冰雹下落的拖曳作用削弱上升气流的强度,预示冰雹即将落地。(4)飑线阶段和多单体风暴阶段不同,飑线阶段K_DP值异常偏大、Z_DR大于1。(5)飑线阶段的极端大风发生前,55 dBz强回波、27 m·s^-1速度大值区扩展至1 km以下,强回波区域K_DP明显偏大,与强下沉气流相对应。另外,高空降水粒子在下降过程中融化导致的强降水拖曳作用加剧了极端大风的产生。

     

基于M-BEMT2.0研究串列海流发电机的水动力性能

海流发电机(MCT)是开发海洋可再生能源的重要装置。在预测海流发电机水动力性能方面,修正叶素动量理论(M-BEMT)方法被验证是一种简单有效的方法。为了进一步提高M-BEMT方法的适用性和准确性,基于M-BEMT方法开发M-BEMT2.0方法包括时均法(TA-BEMT2.0)和瞬态积分法(TI-BEMT2.0),新方法考虑了来流的轴向非均匀性和周向非均匀性。首先使用文献的试验结果验证均匀来流时新方法的适用性。然后使用计算流体力学(CFD)计算结果验证非均匀来流时新方法的适用性。最后结合新方法和CFD方法深入研究两个串列排布海流发电机(MCTA)的水动力性能。基于M-BEMT2.0研究发现,均匀来流时计算结果与试验结果基本吻合,非均匀来流时新方法的计算结果优于M-BEMT的计算结果。对于MCTA,当第一个MCT的叶尖速度比越大,第二个MCT功率比和推力比恢复到90%的距离越短。