基于空间数据库VRGIS的研究与应用

结合空间数据库、GIS、计算机图形学、RS等技术构建了虚拟现实地理信息系统。通过研究地形数据的生成及空间数据库的存储管理,实现了遥感影像的自动配准及无缝拼接;基于四叉树的LOD算法、地形节点评价系统、动态调度及大规模纹理映射等技术的研究,实现了地形数据的3维可视化;提出了自适应特征数据覆盖渲染算法,将2维GIS特征数据覆盖叠加到所创建的3维模型上,构建了虚拟现实环境。该系统成功应用于胜利油田,实现了地下油田的虚拟现实3维可视化,具有一定的理论价值和现实意义。     

利用SWDC-4数码航空影像的1:5000、1:10000平地像控布点研究

数码航空摄影技术已日趋成熟,数码航空影像因其高分辨率、低成本、高效率等优势已在测绘地理信息领域得到广泛应用。选取SWDC-4数码航空影像,在研究基高比对高程精度影响的基础上,进行像片控制点的布设和空三加密试验,并对影像分辨率、航高、焦距、航摄技术及外业像控点分布等进行分析总结,提出满足1:5000和1:10000航空摄影测量规范平地精度要求的适宜航高和控制点布设方案。     

利用C波段转发数据实现GEO卫星轨道确定

为了提高我国卫星导航系统GEO卫星定轨能力,针对我国卫星导航系统所特有的新数据和新方法,利用CAPS系统的C波段转发式测距数据进行了单GEO卫星定轨实验.在分析该方法技术特点的基础上,从定轨残差和轨道重叠弧段比较等方面,对定轨结果进行了分析.由于设备转发时延是影响该方法定轨精度的重要因素,因此同时还分析了系统偏差对定轨精度的影响,得出了一些有益的结论.     

基于光释光测年研究青海湖三种沼泽湿地的发育及沉积速率

近百年来由于受气候暖干化、青海湖湖体水位下降和周围草地退化及沙化趋势加剧等生态环境变化,加速了湿地环境变迁的生态过程。本研究在青海湖北岸地区选取三种典型沼泽湿地(藏嵩草kobresia ti-betica、华扁穗草Blysmus sinocompressus、盐地凤毛菊Saussurea salsa),建立地层的年代序列,计算得到每一测年段内的沉积速率,结合前人研究的历史气候变化,分析湿地形成的历史背景,初步揭示三种沼泽湿地的发育和沉积规律与全球变化的耦合性。结果表明光释光测得的三种沼泽湿地其发育时期各不相同,华扁穗草沼泽湿地发育于8.436±0.6 ka,藏嵩草沼泽湿地发育于2.058±0.11 ka,盐地凤毛菊沼泽湿地发育于1.143±0.20 ka;从整个剖面的平均沉积速率来看盐地凤毛菊湿地沉积最快(0.63 mm/a),藏嵩草湿地次之(0.39 mm/a),华扁穗湿地最慢(0.09 mm/a)。三种沼泽湿地主要在气候由暖干向湿润期转变时形成,自形成以来由于受到全球变化和人类因素的影响,沉积并非随时间呈线性关系发展。     

气候变暖背景下祁连山西部山区水循环要素的变化——以疏勒河干流上游山区为例

根据祁连山区西部托勒气象站与疏勒河上游昌马堡水文站、鱼儿红雨量站的气温、降水、径流等观测数据,对近50年来疏勒河山区流域气温、降水、径流等水循环要素的变化特征与趋势进行了分析.结果表明,近50年来祁连西部山区年平均气温呈持续上升的态势,并在1990年代中期后出现一个突变,突变后气温上升速率较突变前明显加快.从气温的季节变化上看,冬季升温的幅度明显大于其他各季,从气温的区域变化来看,中低山地带的气温升幅要大于中高山地带.分析结果还显示,祁连山区西部年降水量总体上亦呈增长的态势,但年际波动比较剧烈.少雨年主要在1990年代以前,多雨年在近20 a;从季节变化上看,夏季降水量变化比较稳定,增减趋势不明显,其他各季降水量均有明显的上升趋势,冬季降水量增幅明显.受降水与气温加速上升所带来的冰雪融水增加的影响,疏勒河出山径流的年平均与四季流量亦呈显著增加的态势.考虑到山区夏季降水并未增加,故占年径流量比重较大的夏季径流量的增加主要是冰雪融水的贡献.     

DEM与地形分析的并行计算

总结了数字高程模型构建、特征提取等并行算法的研究进展,概述了不同并行算法的主要内容;探讨了DTA并行技术在海量地形数据可视化和高性能地学计算的应用,随着DEM的需求日益增大,高精度、高分辨率DEM产品及其附加服务也逐步产品化。最后,通过分析并行计算发展的关键问题,提出DTA并行技术的研究趋势及研究意义,合适的数据划分和结果融合策略、通用并行算法、容错机制和负载均衡策略的设计是今后研究的重要内容,尤其是如何在多种计算模式共同发展的背景下利用并行计算解决地学难题,从而得到更接近现实世界地理环境的模拟,并扩大数字地形分析的应用范围。     

辽宁沿海经济带工业环境效率分析

环境效率是生态效率的重要组成部分。基于环境效率对于指导区域经济与环境协调发展的重要意义,以重工业基地辽宁沿海经济带为例作环境效率研究,应用数据包络分析(DEA)和随机前沿分析(SFA)测算辽宁沿海经济带2001~2009年工业环境效率和产出弹性。在此基础上利用Tobit模型构建多元线性回归,分析工业环境效率的关键影响因素。结果表明:2001~2009年辽宁沿海经济带工业环境效率有大幅提高,但与理想状况仍有一定差距。其中大连的工业经济增长主要依靠劳动力推动,对环境成本的依赖正在减小,丹东、营口和葫芦岛3市的工业增长需要牺牲更多的环境成本。重工业化、资本密集化和高新技术化不利于工业环境效率提高,经济发展水平的提高则极大地促进了工业环境效率的提高。所有制结构、生产规模、外商投资和环境管理力度等因素因其作用的两面性,对工业环境效率无有效影响。     

北京市再生水灌溉对地下水的重金属污染风险

通过野外取样分析再生水灌溉、长期污水灌溉条件下土壤剖面和地下水中重金属含量, 预测再生水灌溉对地下水的重金属污染风险。结果表明:污染严重的Cr、Cu和Zn等3种元 素主要在土壤表层0～20cm累积, 0～180cm土层呈先降低后升高, 之后再降低的变化趋势。 污染较轻的As、Ni和Pb在0～60cm土层含量差异不大, 0～180cm土层大致呈先升高后降 低的变化趋势。所有重金属在土壤剖面90cm左右的土层中均存在高值区, 该层含量高于上、 下土层, 高值区的分布位置与北京剖面土壤发生层的分布特征一致, 与成土母质自然发育有 关, 并非表层土壤重金属向下淋溶沉积而成。综合土壤剖面重金属分布特征和调查区地下水 重金属浓度情况, 重金属向下层土壤迁移的趋势很小, 即使凉水河灌区污染严重的Cr、Cu、 Zn,主要在土壤表层累积, 并未导致地下水重金属污染。在当前的水质条件下, 农田再生水 灌溉输入的重金属量低于大气沉降和有机肥施用, 再生水灌溉导致地下水的污染风险小于大 气沉降和有机肥施用。因此相对于大气沉降、有机肥施用等输入途径, 再生水灌溉导致地下 水重金属污染的可能性不大。     

近50年疏勒河流域山区的气候变化及其对出山径流的影响

利用祁连山区水文站和气象站的观测数据,分析了近50年河西走廊西部疏勒河流域山区的气候变化及其对出山径流的影响。结果表明,受全球变暖的影响,疏勒河山区气候持续向暖湿转化,且各季气温均呈持续的上升趋势,山区降水量总体上亦呈增加趋势,年际波动比较剧烈。在各季降水量中,除夏季外其他各季降水量的增加比较显著,海拔3 000m以上中高山地带夏季降水量变化不大,3 000m以下中低山地带夏季降水量略有减少。受山区降水,尤其是3 000m以下中低山地带的降水量显著增加与气温上升所引起的冰雪融水补给的影响,疏勒河出山径流呈持续的增加趋势。由于夏季降水量并未增加,在年径流总量中所占比重最大的夏季径流量的增加主要是由于气温上升所引起的冰雪融水补给的增加所致。     

AN OBSERVATIONAL STUDY ON DISTRIBUTION OF PRECIPITATION ASSOCIATED WITH LANDFALLING TROPICAL CYCLONES AFFECTING CHINA

In order to provide an operational reference for tropical cyclone precipitation forecast,this study investigates the spatial distributions of precipitation associated with landfalling tropical cyclones(TCs) affecting China using Geostationary Meteorological Satellite 5(GMS5)-TBB dataset.All named TCs formed over the western North Pacific that made direct landfall over China during the period 2001-2009 are included in this study.Based on the GMS5-TBB data,this paper reveals that in general there are four types of distribution of precipitation related to landfalling TCs affecting China.(a) the South-West Type in which there is a precipitation maximum to the southwestern quadrant of TC;(b) the Symmetrical South Type in which the rainfall is more pronounced to the south side of TC in the inner core while there is a symmetrical rainfall distribution in the outer band region;(c) the South Type,in which the rainfall maxima is more pronounced to the south of TC;and(d) the North Type,in which the rainfall maxima is more pronounced to the north of TC.Analyses of the relationship between precipitation distributions and intensity of landfalling TCs show that for intensifying TCs,both the maximum and the coverage area of the precipitation in TCs increase with the increase of TC intensity over northern Jiangsu province and southern Taiwan Strait,while decreasing over Beibu Gulf and the sea area of Changjiang River estuary.For all TCs,the center of the torrential rain in TC shifts toward the TC center as the intensity of TC increases.This finding is consistent with many previous studies.The possible influences of storm motion and vertical wind shear on the observed precipitation asymmetries are also examined.Results show that the environmental vertical wind shear is an important factor contributing to the large downshear rainfall asymmetry,especially when a TC makes landfall on the south and east China coasts.These results are also consistent with previous observational and numerical studies.