高光谱影像信息向量机分类

信息向量机是一种基于贝叶斯理论的稀疏高斯过程方法,其模型训练速度快、内存耗费小、稀疏性强,具有良好的预测性能。本文从高斯过程回归模型出发,提出了一种基于信息向量机的高光谱影像分类方法,针对高斯过程分类中的非高斯噪声模型,采用假定概率滤波算法将分类问题转化为回归问题,通过最大化边缘似然函数进行模型训练,选择活动子集中的信息向量数量达到了稀疏的目的。通过ROSIS影像试验,表明了基于信息向量机的高光谱影像分类方法的优势。     

一种基于边界搜索的栅格矢量化算法

栅格数据的矢量化是GIS领域重要的研究内容。针对栅格数据矢量化准确率低和效率低等问题,该文提出了一种基于边界搜索的矢量化算法,通过对栅格图像的一次遍历,提取结点和中间点,生成弧段,构建多边形;并在构建多边形中,提出了一种简单易行的最右侧方向判断方法,综合运用最小外接矩形和射线法判定逆时针多边形的归属。实验表明,该文提出的矢量化算法能够较准确矢量化复杂的栅格图像,具有较好的效率,可为多值栅格图像快速矢量化及相关研究提供借鉴。     

模拟退火机制下优化离散粒子群的端元提取算法

针对离散粒子群优化(Discrete Particle Swarm Optimization,DPSO)端元提取算法初始种群质量差、收敛性能低且易于陷入局部最优,本文将模拟退火算法引入到DPSO的不同阶段,模拟退火算法能以一定的概率接受和舍弃新状态,使种群内粒子渐趋有序、达到平衡,收敛到全局最优,有效避免了搜索陷入局部最优。因此,该算法不仅保持了DPSO的全局组合优化特点,克服了初始种群质量差、易陷入局部最优等缺点,而且还提高了收敛速度和端元提取精度。     

中国城市尺度科学知识网络与技术知识网络结构的时空复杂性

知识在产业集聚、区域创新中的地位越来越突出,城市知识储量及其在区域知识网络中的地位对城市的综合竞争力有重要影响。学术论文合作与专利合作是知识溢出的体现形式,是科学和技术发展的重要成果,也是度量区域创新能力的主要指标。以2000-2009年中国生物技术领域合著论文和共同申请专利的信息为原始数据,分别构建中国城市间科学知识网络(scientific knowledge network,SKN)与技术知识网络(technological knowledge network,TKN)。运用复杂网络与地学空间分析方法,从整体网络结构特征、择优链接性、中心城市及其自我网络的空间特征等方面进行分析,探究知识溢出的时空复杂性。研究表明:1 SKN和TKN具有无标度网络特征;SKN节点度数的异质性高于TKN。2两种网络均呈异配性,即城市选择合作对象存在明显择优链接性,知识溢出具有粘着性和空间依赖性。3 SKN中心城市具有明显的等级结构,空间分布总体呈"大分散小集聚"特点;TKN中心城市层级结构不明显,尚未形成明显极化中心。4 SKN中心城市自我网络的合作空间,由最初的沿海省会城市间的合作转向长三角、珠三角、京津冀等区域间和沿海城市与内陆城市间的合作,区域间知识溢出明显;TKN中心城市自我网络仍多分布于沿海城市和少数中西部省会城市,区域间知识溢出不明显。5 SKN中心城市及其自我网络的时空演变存在等级扩散和传染扩散的现象,符合时空梯度推移规律,且空间等级梯度逐渐向扁平化转变;TKN中心城市及其自我网络的时空演变以等级扩散为主,时空梯度推移现象不明显。研究结论为量化知识溢出及知识溢出网络结构的时空演化过程提供新的研究视角,对城市创新政策的制定有一定借鉴意义。     

石灰土中秸秆还田降解率及其对土壤肥力的影响

石灰土具有高的有机碳的积累,但营养成分的供给速率偏低,导致土壤贫瘠。本文通过室内模拟实验,研究相同来源玉米秸秆在岩溶土与非岩溶土中的降解情况,对秸秆降解率、土壤理化性质、土壤肥力等进行动态检测,结果表明：（1）总体上岩溶土秸秆降解速率比非岩溶土快。秸秆降解速度最快主要集中在最初60天,之后呈缓慢上升趋势,到98天基本达到平衡。非岩溶土降解峰值出现时间为第42天,岩溶土为第28天,峰值出现时间前者比后者滞后14天。总降解时间持续160天,岩溶土降解率为77%,非岩溶土为75%。（2）秸秆降解期间,土壤pH值前期有下降的趋势,后期慢慢回升,这与秸秆降解过程中不同时期降解产物变化规律相吻合。秸秆还田可以提高土壤肥力,其中速效氮和速效钾含量增加非常明显。（3）与岩溶土相比,全量检测结果显示各肥力指标在非岩溶土含量低,但升幅百分比高;有效态检测结果显示非岩溶土速效磷和速效钾含量高。说明秸秆还田一些营养元素有效态在非岩溶土中更易于释放,而岩溶土由于其土壤质地的特殊性,许多养分被土壤粘土矿物牢固结合,营养元素供给速率慢,但因此也易于养分全量的累积。     

内蒙古额济纳旗西部ZK0-1井二叠系烃源岩特征及其意义

银额盆地以古生界为目的层的钻井极少,获得的钻井岩心更是十分有限。对银额盆地西部路北凸起带ZK0-1井揭示的地层岩性组合特征进行分析,在此基础上对下二叠统暗色泥岩层段岩心系统地采集烃源岩样品,并进行有机质丰度、干酪根类型、有机质成熟度等地球化学特征分析。结果表明,银额盆地路北凸起带二叠系烃源岩厚度大(单层厚度大于43m),有机质丰度高(平均有机碳含量为3.1%),为以Ⅱ型干酪根为主、低成熟—成熟演化阶段的良好烃源岩。通过与二叠系地表剖面烃源岩地球化学特征对比,探讨了风化作用对烃源岩评价指标的影响。     

附加系统参数的多时相InSAR时空建模和形变估计

轨道误差和长波大气延迟组成的系统误差是影响InSAR形变监测精度的重要因素之一.传统方法在空间域对干涉图的系统误差建模,容易导致长波形变和系统误差相混淆.本文在时空域利用附加系统参数对系统误差建模,同时根据观测值质量对差分相位观测值定权,采用附加系统参数的加权最小二乘法估计形变参数和系统误差,实现了长波形变和系统误差的分离.模拟实验结果表明,在形变与系统误差的空间变化特性完全一致的极端情况下,本文方法能实现两者的有效分离,估计的形变速率均方根误差比传统方法降低了98.8%.ASAR数据实验显示当形变尺度较小且分散分布时,本文方法和传统方法得到的结果相似;当形变在研究区内表现为长波变化时,本文方法比传统方法估计的形变结果更为稳健.     

干冷空气入侵台风"海棠"残余低压引发的华北地区大暴雨分析

利用地面逐小时观测资料、NCEP/NCAR (1°×1°)再分析资料、FY-2F卫星加密观测(6 min分辨率)的云顶亮温(TBB)和常规观测资料,对1710号台风"海棠"残余低压北上与冷空气结合导致华北东部大暴雨天气过程进行分析。结果表明:(1)该华北东部大暴雨过程分为两个主要时段,2017年8月1日23时—2日20时(北京时)华北东南部暴雨,由台风残余低压产生,8月2日20时—3日11时华北东北部暴雨,是由减弱变性的台风环流与西风槽东移带来的干冷空气结合进而导致新生气旋和低涡产生引起。(2) 8月2日20时,台风与冷空气逐渐结合,干冷空气从对流层中高层进入变性台风北部,造成位涡下传,进而导致对流层低层形成低涡、地面形成新生气旋,同时激发出中尺度对流系统,系统稳定发展并缓慢向东北方向移动,导致持续近5 h的短时强降雨。(3)暴雨水汽来源主要有两部分,一是台风本身携带来的由南风输送的水汽,二是来自黄渤海由东风输送的水汽,二者结合后从对流层低层将水汽带至华北东北部,且在燕山前形成了水汽强辐合,为该暴雨过程大提供充足的水汽条件。     

Month-Long Simulations of Gravity Waves over North America and North Atlantic in Comparison with Satellite Observations

Mesoscale simulations of gravity waves in the upper troposphere and lower stratosphere over North America and North Atlantic Ocean in January 2003 are compared with satellite radiance measurements from the Advanced Microwave Sounding Unit-A (AMSU-A). Four regions of strong gravity wave (GW) activities are found in the model simulations and the AMSU-A observations: the northwestern Atlantic, the U.S. Rockies, the Appalachians, and Greenland. GWs over the northwestern Atlantic Ocean are associated with the midlatitude baroclinic jet-front system, while the other three regions are apparently related to high topography. Model simulations are further used to analyze momentum fluxes in the zonal and meridional directions. It is found that strong westward momentum fluxes are prevalent over these regions over the whole period. Despite qualitative agreement between model simulations and satellite measurements, sensitivity experiments demonstrate that the simulated GWs are sensitive to the model spin-up time.     

近50年来乌兰乌苏多种天气事件变化特征研究

利用乌兰乌苏镇1964～2012年的气象资料,选取逐年平均气温、极端最高气温、极端最低气温、大风、雷暴、沙尘暴、沙尘天气及大雾、轻雾天气出现的天数作为分析对象,运用3年移动平均法、回归分析法、非参数检验方法的Mann-Kendall趋势检验和突变检验法以及小波分析法,进行了多种天气事件的年纪变化趋势分析.结果表明：（1）大雾天气的发生日数呈增加趋势,沙尘天气、沙尘暴天气、轻雾天气、大风天气和雷暴天气的发生日数都呈减少趋势,其中大风天气发生日数减少趋势最为明显.（2）平均气温、年极端最高气温、年极端最低气温、大雾天气、轻雾天气、沙尘暴天气、雷暴天气和沙尘天气在研究时段都出现了突变,且平均气温、轻雾天气、沙尘天气和雷暴天气在突变之后不久都达到了极显著的上升或者下降变化趋势.（3）平均气温、年极端最低气温、年极端最高气温、大雾天气、雷暴天气和大风天气有明显的周期性,但是不同的气象要素周期性长短是不同的,沙尘、沙尘暴和轻雾天气则没有明显的周期性.