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。     

江西赣县大埠钨多金属矿田成岩成矿时空结构与找矿预测

大埠矿田位于南岭成矿带东段,是于都-赣县钨多金属矿集区重要组成,区内已发现钨多金属矿床（点）五十余处,矿床类型包括石英脉型、矽卡岩型、云英岩型和细脉浸染型等,各类矿化主要围绕大埠复式花岗岩体产出。然而,大埠矿田岩浆作用具有明显的多期次、多阶段的特点,各期次成岩成矿时代尚缺乏系统研究,各类岩浆岩与矿化关系争议较大。文章在岩体地质和矿床地质调查基础上,通过LA-(MC)-ICP-MS锆石U-Pb定年、锆石微量元素和Hf同位素分析,精确厘定了大埠花岗岩的成岩时代,探讨了多期次岩浆活动对区内成矿作用的贡献。锆石U-Pb定年结果分别为(429.1±4.7)Ma、(430.0±5.8) Ma、(431.8±4.7) Ma和(158.3±4.1) Ma,结合岩体地质填图信息,笔者认为大埠复式花岗岩基由加里东期和燕山期两部分组成。两期花岗岩均属于高钾钙碱性、过铝质S型花岗岩系列,两者均出现Eu负异常,燕山早期Eu负异常更明显。两期岩体锆石的ε_Hf(t)值分别为-6.3~-1.3与-11.4~-7.1,对应二阶段模式年龄为1.49~1.82 Ga与1.66~1.93 Ga,指示其母岩浆为中元古代的地壳部分熔融形成。锆石微量元素特征显示,两期花岗岩均为陆壳源区、具有相近的结晶温度,燕山早期花岗岩相对于加里东期有更高的结晶分异程度,有更高的氟含量,与钨成矿具有更强的相关性。大埠矿田钨多金属成矿时代集中在159~155 Ma,紧随燕山早期花岗质岩浆侵位而形成。基于大埠矿田成岩成矿时代格架研究,结合花岗岩成矿专属性和成矿地质条件分析,构建了区内钨多金属矿勘查模型,指明了大埠矿田细脉浸染型、云英岩型、内带石英脉型钨矿的找矿方向,预测大埠岩体东北部的燕山早期隐伏岩体具有寻找“合龙式”石英大脉型和细脉-云英岩型钨矿的潜力。     

Dynamical features of near-inertial motions in global ocean based on the GDP dataset from 2000 to 2019

Based on the latest oceanic surface drifter dataset from the global drifter program during 2000–2019, this study investigated the global variation of relative frequency shift(RFS), near-inertial energy(NIE) and inverse excess bandwidth(IEB) of near-inertial motions, and analyzed their relations with oceanic mesoscale dynamics, relative vorticity and strain. Compared with previous works, we have some new findings in this study:(1) the RFS was high with negative values in some regions in which we found a significant blue shift of the RFS in the equatorward of 30°N(S) and from 50°N to 60°N in the Pacific, and a red shift in the western boundary currents and their extension regions, the North Atlantic and the Antarctic Circumpolar Current regions;(2) more peak values of the NIE were found in global regions like the South Indian Ocean, the Luzon Strait and some areas of the South Ocean;(3) the global distribution of the IEB were characterized by clear zonal bands and affected by vorticity and wind field;(4)the RFS was elevated as the absolute value of the gradient of vorticity increased, the IEB did not depend on the gradient of vorticity, and the eddy kinetic energy(EKE) weakened with the decrease of the absolute value of RFS;(5) the NIE decreased with increasing absolute value of the relative vorticity and the gradient of vorticity, but it increased with increasing strain and EKE when EKE was larger than 0.003 2 m~2/s~2.     

标度律视角的城市效能测度及中国城市多维要素效能分析

"城市标度律"(urban scaling laws)揭示了城市系统中城市人口和城市要素间普遍存在的非线性规模缩放关系,但目前大多数城市评价忽视了这种关系,常使用人均指标比较不同规模的城市,这会导致评价结果偏差.为此,考虑城市人口和城市要素间的非线性规模缩放关系构建了要素效能指数,用以修正城市规模的影响,度量城市要素实...     

改进的能量守恒方法及其在CHAMP重力场恢复中的应用

An efficient method for gravity field determination from CHAMP orbits and accelerometer data is referred to as the energy balance approach. A new CHAMP gravity field recovery strategy based on the improved energy balance approach IS developed in this paper. The method simultaneously solves the spherical harmonic coefficients, daily Integration constant, scale and bias parameters. Two 60 degree and order gravitational potential models, XISM-CHAMPO1S from the classical energy balance approach, and XISM-CHAMPO2S from the improved energy balance, are determined using about one year＇s worth of CHAMP kinematic orbits from TUM and accelerometer data from GFZ. Comparisons among XISM-CHAMPO1S, XISM-CHAMPO2S, EIGEN-CGO3C, EIGEN-CHAMPO3S, EIGEN2, ENIGNIS and EGM96 are made. The results show that the XISM-CHAMPO2S model is more accurate than EGM96, EIGENIS, EIGEN2 and XISM-CHAMPO1S at the same degree and order, and has almost the same accuracy as EIGEN-CHAMPO3S.     

地理信息数据质量的概念、评价和表述——地理信息数据质量控制国家标准核心内容浅析

介绍已经报批的国家标准<地理信息质量原则>和<地理信息质量评价过程>所确定的地理信息数据质量元素、子元素及其描述符,数据质量评价的方法、内容和要求,以及数据质量评价结果的表达方法,并就我国这一领域存在的问题和相关标准及今后的发展简单地进行了分析.     

三峡库区重庆段水土流失的时空格局特征

在TM 解译的三峡库区重庆段1999 年和2004 年水土流失数据及相关辅助数据的支持下, 借助GIS 技术, 分析了研究区5 年来水土流失的时空演变及地理空间分异特征与规律。 研究结果表明: (1) 研究区水土流失总体呈现好转趋势, 极强度和剧烈水土流失面积下降变幅最大。(2) 水土流失主要分布在紫色土、黄壤、石灰(岩) 土、水稻土和黄棕壤分布区。(3) 水 土流失主要发生在受人类活动影响最为剧烈的旱坡地和疏林地。(4) 水土流失表现出明显的垂直分异特征, 主要集中于高程200~1500 m 的低山、丘陵地区。(5) 水土流失与坡度具有很好的相关性, 主要分布在15^o以上的陡坡地。(6) 水土流失与坡向分异无明显的相关关系。各坡向水土流失面积和强度分布基本相当。(7) 水土流失主要集中在300~320 和320~340 j.cm/hm². h 的降雨侵蚀力(R) 值分布区。剧烈水土流失与高降雨侵蚀力具有较好的对应关系。     

基于集群理论的产业规划模式探析

传统产业规划在信息网络时代正受到诸多挑战,地方化、信息化正成为地区产业发展的重要驱动力量,在此思路上,本文试图构建一种新型的产业规划模式——集群理论下的产业规划模式。文章首先分析了传统产业规划的概念、基础理论及其存在问题,在此基础上引入了集群理论并梳理了其理论要点,同时借鉴国外集群创导理论和一些具体规划范式构建了基于集群理论的产业规划的一般模式,并对该模式实施的误区及其与传统产业规划的区别联系进行了分析,最后提出了模式实施的相关保障措施。     

工程建筑物变形监测方案设计及应用

首先介绍了工程建筑物变形监测的基本原理,并在此基础上详细阐述了工程建筑物沉降变形监测的方案设计过程,最后通过一个工程应用实例验证该方案设计的合理性与可行性。