突发灾害监控与决策系统的设计与实现

现代社会,面对高危或人类无法到达的区域,如森林火场现场视查、地震灾情查看、城市等狭窄地段的高楼消防救灾、核辐射现场勘察检测等,基于无人机的无线通信系统,由于体积小和机动灵活,通过信息传感采集、视频现场捕捉,能安全、有效地获取现场灾情情况信息。然后数据通过中继传到后台,存入后台数据库。利用采集到的现场信息与Arc GIS Server发布的GIS相关服务,通过Arc GIS API for Flex对数据进行快速分析处理,使采集信息可视化,同时进行突发灾害模拟预测,准确定位事发地点,评价灾害影响范围,查找救援最短路径等。本文设计并实现了基于无人机突发灾害监控与决策系统,同时重点介绍系统的设计、组网的关键技术、视频压缩、基于GIS的数据处理与分析以及系统实现的功能。     

一种结合RDBMS和Hadoop的海量小文件存储方法

提出了一种综合利用RDBMS和Hadoop云存储各自优势、同时避免各自缺陷的海量小文件存储方法.原型系统实验表明,该方法可以满足“数字城市”应用中小文件的存储需求,同时,也可作为其他具备结构化特征的海量小文件数据存储系统.     

长江口外海域沉积物中有机物的来源及分布

The spatial distribution patterns of total organic carbon and total nitrogen show significant correlations with currents of the East China Sea Shelf. Corresponding to distributions of these currents, the study area could be divided into four different parts. Total organic carbon, total nitrogen, and organic carbon and nitrogen stable isotopes in sediments show linear correlations with mean grain size, respectively, thus ＂grain size effect＂ is an important factor that influences their distributions. C/N ratios can reflect source information of organic matter to a certain degree. In contrast, nitrogen stable isotope shows different spatial distribution patterns with C/N and organic carbon stable isotope, according to their relationships and regional distributions. The highest contribution （up to 50%） of terrestrial organic carbon appears near the Changjiang Estuary with isolines projecting towards northeast, indicating the influence of the Changjiang dilution water. Terrestrial particulate organic matter suffers from effects of diagenesis, benthos and incessant inputting of dead organic matter of plankton, after depositing in seabed. Therefore, the contribution of terrestrial organic carbon to particulate organic matter is obviously greater than that to organic matter in sediments in the same place.     

长江口-杭州湾毗连海区的现代沉积速率

运用沉积地层同位素210 Pb、137Cs测年技术,估算长江口 杭州湾毗连海区的现代沉积速率。研究结果表明,以泗礁水道为界,东侧的马鞍列岛区受外海高盐水的顶托,长江来沙少,淤积缓慢;西侧至长江口、杭州湾海岸交汇点 (南汇咀 )之间水域,是长江泥沙扩散南下的主要通道。其中,受长江冲淡水次级锋和杭州湾锋面输沙影响的湾口浅滩区,沉积速率约 3cm/a;洋山港区,水深大于 20m的峡道区,受强动力作用而处于侵蚀状态,峡道两端出口的浅水区,沉积速率为0.3～ 1.6cm/a;马迹山港区,位于典型的峡道沿岸淤泥质陡坡,其沉积过程不稳定,正常沉积速率为 0.7～ 3.4cm/a,但常有快速淤积和地层滑塌流失现象发生.     

临洪河口现代沉积环境及重金属元素的分布特征

对江苏北部临洪河口不同区域的表层与柱状沉积物进行了粒度分析、石英颗粒表面微细结构和沉积物的测年分析以及沉积物中的重金属含量分析．将河口划分为不同的沉积环境区．探讨了不同沉积环境中沉积物的粒度分布、石英颗粒表面微细结构、沉积速率以及重金属元素分布差异的原因。结果显示,临洪河口可以划分为低潮滩上的波浪与潮流强烈混合作用区、高潮滩上的弱潮流作用区、口门附近的潮流与河流强烈混合作用区和河道内河流与潮流弱混合作用区。重金属的含量在柱样的30～40cm深度呈现向表层递增的趋势,Hg的污染比较严重．其他元素基本无污染,整个河口区域的生态危害性严重;沉积物粒度分布不是该区域重金属分布的主要影响因素,城市污水排放量增加、氧化还原层位、沉降方式和不同沉积区的水动力环境是影响本区域重金属元素分布和累积的主要原因。     

珠江口沉积物210Pb分布特征及环境意义

根据珠江口及其邻近海域中的14个沉积柱样的210Pb随深度分布的测量数据以及210Pb过剩衰减法的原理,建立了基于傅立叶级数的变沉积速率模型,对珠江河口近50年来河口沉积物的沉积序列进行了分析。分别对各柱样的210Pb数据使用变沉积速率模型进行计算,获得了柱样更切实的沉积速率变化过程并分析沉积速率、年代计算结果与同时期内沉积环境之间的关系,结果表明:珠江口不同站位的沉积速率差异很大,几个站位的整体平均沉积速率分别是,7.25 cm/a,5.36 cm/a,3.26 cm/a,3.03 cm/a,1.58 cm/a;沉积速率的变化与同时期发生在区域内的洪水、风暴潮、人类活动、河口演变等一系列综合因素有较好的对应关系,这说明使用基于傅立叶级数的变沉积速率模型得到的210Pb沉积速率变化的垂直分布能够解释其对应时段内的沉积环境,此模型亦可为其它河口区域的210Pb沉积速率计算提供借鉴。     

中国大陆Cs-137背景值研究

土壤侵蚀是关系人类生存与可持续发展的重大环境问题。20世纪60年代以来,Cs-137作为一种人工放射性示踪核素,被广泛应用于土壤侵蚀及堆积研究。而准确估算区域Cs-137背景值（Cs-137 Reference Inventory, CRI）是应用Cs-137开展土壤侵蚀研究的前提条件,其结果直接影响土壤侵蚀速率结果的准确性和可靠性。基于现有文献资料中获取的中国大陆102个CRI实测数据,以及全球降水气候中心提供的降水量再分析资料（空间分辨率2.5°×2.5°、0.5°×0.5°,1981-2010年）,在借鉴Walling & He模型（Walling & He Model, WHM）和Michio Aoyama模型（Michio Aoyama Model, MAM）的基础上,本文建立了中国大陆CRI修正模型（Modified CRI Model for the Mainland of China, MCM）,并利用Kriging/Cokriging插值方法计算了中国大陆CRI的空间分布。模型评估与对比分析表明,MCM模拟值与实测值大致吻合,且总体高于WHM和MAM模拟值,MCM能对中国大陆CRI进行较高分辨率、较高精度的模拟。模拟结果显示,中国大陆CRI的范围为141~12123 Bq/m²,在东北及新疆局部地区达到最大值,最小值主要集中于25°N以南地带。除新疆局部地区外,中国大陆CRI分布整体呈现自西向东,同纬度地区随降水量增加而增加的特点,而纬向上主要呈现随纬度增加而增加的特点。此外,大尺度大气流场、再悬浮过程、局部核试验等因素增加了中国大陆CRI分布的不均匀性。     

137Cs剖面的沉积信息提取——以香港贝澳湿地为例

通过建立模型,对采自香港大屿山岛贝澳湿地三个站位的沉积样品的137Cs实测剖面与模型计算剖面的比较分析,得出三个站位的沉积速率分别为0.24 cm/a、0.21 cm/a、0.34 cm/a,除P1站位外,P2、P3站位由于受到潮水的作用,表层沉积物受到侵蚀,侵蚀量分别为4.8 cm和7 cm。该结果与常用的时标方法所的结果进行了比较,P1站位由上述模型所得的结果与常用的时标方法所得的结果一致。可以看出,在稳定的沉积环境下,常用的确定时标的方法可以较准确地计算出沉积速率,而在堆积与侵蚀变化的沉积环境下,常用的确定时标的方法就存在一定的缺陷。该工作为137Cs剖面的沉积信息提取进行了有益的尝试。但上述模型中,由于采用日本东京地区的137Cs大气沉降通量记录替代香港地区的137Cs大气沉降通量记录,并没有考虑 137Cs的扩散效应,所以该模型还有待进一步的改进。     

长江口水沙入海通量的观测与分析

在长江口用声学多普勒流速剖面仪（ADCP）进行走航式断面观测,结果表明,采集水样获取的悬沙浓度与ADCP记录的声学信号（后向散射强度）之间存在显著相关关系,因此可据ADCP声学数据获得沿观测断面的高时空分辨率的悬沙浓度剖面。分析结果表明．在徐六泾附近断面以往复流占优势．大潮期间单位时间最大水、悬沙通量值出现于涨潮期．落潮历时较长．落潮期水、悬沙通量分别大于涨潮期水、悬沙通量,净通量向海。长江口南槽拦门沙外侧主要为旋转流．涨潮期间内的水、悬沙通量均分别大于落潮期间的水、悬沙通量。2003年11月12日的观测结果表明．潮周期内通过徐六泾断面向海输运的水与悬沙通量分别为10^9m^3和10^8kg量级：径流量与悬沙输运率分别为10^4m^3／s和10^3kg／s量级。1998年以来徐六泾ADCP流量观测数据与同时间的大通径流量之间存在着显著的相关关系．故可由大通径流量估算徐六泾径流量。作为长江人海径流量．以作为历史资料整编的一种手段。结果表明,长江人海年径流总量略大于大通年径流总量：而在枯水期间人海径流量小于大通径流量。     

长江河口区边界层参数的观测与分析

2003年11月在长江口南槽用ADCP进行定点水文观测,结果表明研究区为不规则半日潮,在水流转向期流速较低时常出现悬沙浓度峰值。根据流速对数剖面分布模型与悬沙分布模型,分别计算了海底边界层参数,其中潮周期内摩阻流速可达0.15 m/s,粗糙长度为0.01~1.2 m,拖曳系数为10-3~10-4,边界层厚度为2~4 m,悬沙的沉降速率为0.2~6 mm/s。