地理学时空数据分析方法

随着地理空间观测数据的多年积累,地球环境、社会和健康数据监测能力的增强,地理信息系统和计算机网络的发展,时空数据集大量生成,时空数据分析实践呈现快速增长。本文对此进行了分析和归纳,总结了时空数据分析的7类主要方法,包括：时空数据可视化,目的是通过视觉启发假设和选择分析模型;空间统计指标的时序分析,反映空间格局随时间变化;时空变化指标,体现时空变化的综合统计量;时空格局和异常探测,揭示时空过程的不变和变化部分;时空插值,以获得未抽样点的数值;时空回归,建立因变量和解释变量之间的统计关系;时空过程建模,建立时空过程的机理数学模型;时空演化树,利用空间数据重建时空演化路径。通过简述这些方法的基本原理、输入输出、适用条件以及软件实现,为时空数据分析提供工具和方法手段。     

中国北方6种新的砂岩型铀矿对铀资源潜力的提示

经过近10多年的努力,在中国北方中新生代沉积盆地发现和探明了6种新的大型、特大型砂岩型铀矿,暂时定名为伊犁式、吐哈式、东胜式、乌兰察布式、马尼特式、通辽式砂岩型铀矿。各种式样的铀矿产于不同构造背景的沉积盆地,矿床地质、矿体地质和控矿因素也有明显的差异性特征。成矿演化基本特点是:伊犁式、吐哈式都是典型的层间氧化-还原作用成矿,但前者在单斜整体抬升和差异升降构造活动背景下的不断叠加富集为重要特征,后者则在斜坡带隆升加断层及小型背斜构造活动的背景下在断裂南北两侧分带成矿;东胜式主要受古层间氧化带控制并接受后期还原改造再富集;乌兰察布式最新研究认为是重要的沉积成岩型铀矿,与湖泛事件演变密切相关;马尼特式是潜水氧化-还原作用与层间氧化-还原作用交替转化形成的古河谷型铀矿床;通辽式是"构造剥蚀天窗+断裂活动+深部还原物质"控矿,也可能还与基性岩脉(热源)有关。上述6种式样铀矿的另一规律是从西部向东部,西部(前三种)均产于中下侏罗统含煤碎屑岩系,东部(后三种)均产于上白垩统泥质砂岩和细砂岩。笔者指出,6种新的砂岩型铀矿的意义不仅仅在于发现和探明的本身增强了中国铀资源保障能力,更重要的意义还在于对中国铀资源潜力及今后找矿方针、勘查部署等多方面的重要提示。     

孟加拉湾风暴Mala结构及对云南强降水的影响

利用实时观测资料和NCEP(1°×1°)的6 h再分析资料,对2006年春季发生在孟加拉湾的超强风暴Mala的移动路径、强度变化、环流背景以及风暴温湿场、动力场特征等进行分析。结果表明:Mala在阿拉伯副热带高压和西太平洋副热带高压两高间辐合区生成、加强,并沿西太平洋副热带高压西侧西南或偏南气流移动。风暴发展、成熟到消亡,湿度对风暴的作用比温度明显;动力场结构除具有台风结构的一般特征外,在风暴发展期,中心附近散度场从低层到高层为辐合和辐散交替结构,表明风暴内部高空辐散抽吸作用对于风暴发展起到重要作用。登陆后风暴低压内自身能量和水汽与冷空气共同作用下,在冷暖交汇处出现强烈的上升运动和激发出中尺度辐合线是造成云南强降水主要原因。     

天津地区地热流体化学成分垂向演化特征研究

天津地区地热流体化学成分具有明显的垂向分层演化特征,由浅至深不仅有TDS增高、水化学类型由HCO3-Na型向SO4-Na或Cl-Na型演化的特征,而且具有分层演化特征,即不同热储层段的地热流体水化学特征及演化规律不同,说明其补给、径流、排泄自成系统。     

基于旋翼无人机的大气边界层环境气象垂直观测及订正方法的研究

基于旋翼无人机开展大气边界层观测可为气象要素和大气污染物垂直结构的研究提供具有高时空解析能力的新方法,有助于深入理解低层大气物理化学变化机制。本文详述了旋翼无人机在开展大气边界层环境气象垂直观测实验的应用及优势。基于自主研发的旋翼无人机环境气象观测平台,通过开展传感器在无人机上不同的搭载位置,以及旋翼无人机与探空气球、高塔的对比观测实验,明确了旋翼无人机对气象环境观测的影响及合理的搭载方式。研究进一步在湖北重污染天气条件下开展了0—1000 m的大气边界层垂直观测,并研发了基于旋翼无人机姿态数据的大气边界层气象要素及污染物垂直观测的订正方法。结果表明:实验获取了2—10 m垂直分辨率的高质量大气廓线数据,可精细捕捉大气边界层及其逆温层高度和污染物浓度等要素的垂直变化特征。本文旨在为无人机观测的科研应用提供一种技术可行且数据可靠的观测手段。     

基于小波变换的反射光谱分析在蛇绿岩识别中的应用研究——以西准噶尔地区为例

介绍了基于小波变换的反射光谱分析技术的基本理论和方法;运用此技术手段对克拉玛依市白碱滩区西侧地区40条岩石野外光谱曲线数据进行了定量处理,总结并分析了蛇绿岩套中常见典型岩石(基性混杂岩、辉长岩、橄榄岩、蛇纹石)的光谱特征及其产生原因.最后,结合ETM+波段范围提出了适用于西准噶尔地区多波段遥感影像光谱角(Spectral Angle Mapper,SAM)提取模型,从遥感影像上识别蛇绿岩分布奠定了良好的基础.     

台风莫拉菲(2009)登陆前后电荷结构演变的模拟研究

利用中尺度起电放电模式以及卫星和闪电定位等观测资料,对比分析了台风莫拉菲（2009）在登陆前后以及衰亡阶段的电荷结构及形成。结果表明：莫拉菲在登陆前存在近海加强过程,加强中逐渐形成清晰的台风眼并伴随眼壁区闪电活动的多发。眼壁区对流在近海加强阶段呈现正的三极性电荷结构,主负电荷区位于-25℃——10℃层,其上下各有一个正电荷区。而在台风达到最大强度后呈现负的偶极性电荷结构,仅存在云中部的负电荷区和下部的正电荷区。眼壁区对流的电荷结构同台风强度变化密切相关而不受登陆直接影响。在台风发展的不同阶段,外螺旋雨带对流主要表现为正的三极性或正的偶极性电荷结构,之前的研究一般认为外雨带对流只能呈现正的偶极性电结构。外雨带三极性电结构的形成可以类似于眼壁区三极性结构的形成,也存在其他形成机制,即在霰粒子与冰晶组成的正偶极性电荷结构下存在一个由雹粒子组成的正电荷区,从而形成正的三极性电荷结构。台风衰亡阶段对流主要表现负的偶极性电荷结构,对流活动较弱,类似于陆地雷暴消散阶段的特性。不同类型的电荷结构所对应对流的相对强度也在文内进行了讨论。     

达索普冰川海拔7100m处粒雪中空气的封闭

The air-bubble formation has been studied experimentally in the Dasuopu ice core from the northern slope of Mount Xixabangma. It was found that air-channel volume decreases gradually, but the firn remains permeable down to the depth above the transition of firn to ice, i. e., about the depth of the air-channels closing off to be isolated bubbles. Apparently, there exists an age difference between air trapped in bubbles and surrounding ice. Only when the air channels close off completely, the age of the air increases in the same rate as the surrounding ice. Air-bubbles formed in different depths at different sites depending on accumulation rate and mean annual temperature, but approximately at a mean density of 0.79～0.83 Mg·m -3 . The air-channels in the Dasuopu firn core closed rapidly in the depth between 40 and 47 m, and 50% of air-bubbles were formed in the depth of 45 m. It is calculated that the age difference between air and its surrounding ice is 59 a, and the bulk age distribution width of air trapped in ice bubbles is 11 a.     

马先蒿属(Pedicularis L.)植物稳定碳同位素组成与环境因子之间的关系

分析了马先蒿属 (PedicularisL .)植物叶片稳定碳同位素组成 (δ13C值 )特征以及δ13C值与环境因子之间的关系 .结果表明 ,所有样品的δ13C值属于C3植物的范围 ,最大值是碎米蕨叶马先蒿 (Pedic ularischeilanthifoilia) ,- 2 2 .4‰ ,最小值属于黄花鸭首马先蒿 (Pedicularisanasvar .xanthantha) ,- 31.5‰ ,平均值为 - 2 7.1‰ .相关分析表明 ,马先蒿植物叶片的δ13C值与年降水量和湿润度的相关性没有达到显著水平 (P >0 0 5 ) ,与年平均温度和≥ 10℃的总积温呈显著负相关 (P <0 0 5 ) .随着海拔的升高 ,δ13C值增大 (P <0 0 5 ) ,与经度的变化呈负相关 (P <0 0 5 ) ,而与纬度呈现弱的正相关 (P <0 0 5 )关系 .     

船闸泄水作用下引航道中动水冲沙规律

结合工程实际,研究利用船闸泄水进行下游引航道清淤,对减少清淤成本、提高通航效率有着重要的工程价值。建立枢纽及船闸下游引航道的二维水沙数学模型,采用已有模型试验对水流场和泥沙场进行验证。研究引航道及口门区的泥沙淤积规律,在此基础上,分析船闸输水系统的水力特性,研究了不同冲刷流量、冲刷时间和初始淤积厚度下引航道及口门区的冲刷效果,得出船闸泄水量与引航道及口门区最大淤积厚度的关系。结果表明,在同一初始淤积地形和冲刷流量下,引航道及口门区的最大淤积厚度与冲刷时间呈线性变化,冲刷流量越大,泥沙厚度下降的斜率越大。淤积厚度低于一定值后,随冲刷时间的增加,冲刷效果开始减弱。