时空数据仓库初探

时空数据仓库 (STDW)是时态地理信息系统 (TGIS)技术和数据仓库 (DW)技术相结合的产物 ,它大大扩展了 TGIS的应用功能。为全球环境变化和区域可持续发展研究提供了强有力的支持。介绍了时空数据的特点 ,探讨了时空数据仓库的特征、体系结构及技术支持     

粒子下落末速度和粒子谱形参数对降水模拟影响的数值研究

数值模式能否准确地对降水过程进行预报,很大程度上取决于云微物理参数化方案能否准确地对云内的物理过程进行描述。目前显式云微物理参数化方案中对粒子的下落速度、不同直径粒子的浓度分布两方面的微物理特征,分别使用质量加权下落末速度和粒子谱进行描述。因此,参数化方案中不同的描述方式直接影响数值模式对降水过程的模拟结果。本文使用耦合了一种新的体积水法双参数云微物理参数化方案的WRF模式（Weather Research and Forecasting Model）3.5.1版本对发生在2013年5月8日的一次华南强降水过程进行模拟,分别对Ferrier和Locatelli两种质量加权下落末速度计算方法,以及常数参数和根据东亚地区实际观测结果改进的谱形参数两种粒子谱形参数设置的模拟结果进行分析,并对他们的四组参数组合预报结果进行评估。结果表明:（1）质量加权末速度的改变对降水强度有一定影响;（2）粒子谱形参数对模拟降水的强度和发展都有明显的影响,且谱形参数对本次降水模拟的影响强于下落末速度的影响;（3）Ferrier质量加权末速度和改进的谱形参数的组合试验组对降水的预报效果,相对其他三组试验有较明显的优势。     

AR模型谱在超导重力数据信号检测中的分析研究

在介绍AR(auto-regression)模型谱分析原理的基础上,分别采用AR模型谱和周期图法对法国Strasbourg、澳大利亚Mt Stromlo和日本Matsushiro三个站的超导重力数据进行信号检测,以半日波的理论值[1]为依据,运用两种方法进行半日波信号检测、分析与比较。结果表明,在超导重力数据信号检测分析中,AR模型谱比周期图法更准确、稳定,且受数据量的影响较小。     

近海环境的BDS/GPS差分及PPP定位性能评估

基于远海测量试验,利用精密单点定位(PPP)技术和单站差分技术进行事后和实时定位,分别利用单BDS、GPS和BDS/GPS组合进行定位试验,对定位精度和算法可靠性进行分析。研究表明单站差分技术在海上中短基线(≤150 km)的定位中相比PPP技术具有更高的精度和技术可靠性,另外相比GPS,BDS更适合国内近海的导航定位作业,双频观测条件下能实现亚分米级的定位精度。该研究对海上定位理论和BDS的推广应用具有借鉴意义。     

衰减夹层GPR模拟的时频域全局反射误差

全局反射误差分析是深入研究探地雷达（GPR）吸收边界条件吸收效率的有力工具.基于常规完全匹配层（PML）的标准交错网格有限差分算法必须满足严格的CFL条件限制,即在单位时间步长内,不容许电磁波传播的距离超过单元网格尺寸.为了提高主区域所有网格节点的计算效率,并有效地吸收传播后期出现的低频隐失波,提出基于非分裂递归卷积完全匹配层（UCPML）的旋转交错网格（RSG）GPR正演算法.该算法采用不同的网格交错策略,并在边界条件中引入了吸收低频隐失波的自由可变因子,使得该算法允许选取较大的时间步长,提高了计算效率,并且实现了对低频隐失波的高效吸收.本文首先给出了RSG差分格式,推导了基于UCPML的RSG差分更新方程,探讨了数值色散的稳定性条件,然后以绕射现象严重的衰减夹层数值模拟为例,分别从波场快照、单道波记录、时间域反射误差（TDRE）、频率域反射误差（FDRE）四个方面分析了UCPML与常规PML的全局反射误差,说明了基于UCPML和RSG的GPR正演算法能更有效地吸收低频隐失波.

     

确定堤坝工程地基渗透系数的敏感分析法

堤坝工程中地基渗透系数的选取具较大随机性, 为了解决这个问题, 采用敏感性分析理论建立了求解渗透系数敏感性因子的数学模型, 该模型在河南省燕山水库水利工程中的应用表明: 覆盖层渗透系数的敏感性最大(> 10-2), 设计应取试验值的大值; 其他部分渗透系数的敏感性相对较小(10-6~10-3), 设计中可取试验值的均值; 对于防渗设施, 只要达到一定密实度, 再降低其渗透系数, 防渗效果不会再有明显改善      

攀枝花短时强降水气候特征分析

利用攀枝花市1988~2010年5~10月的逐时降水资料,对各历时各级强降水的时空分布特征进行了分析,利用皮尔逊-Ⅲ型频率分布函数,计算了攀枝花市4站1h、3h和6h各重现期的极端最大降水量。结果表明:各级强降水主要集中在6~9月,以7月为最多,且日变化特征显著,最容易出现在00~05时。1h、3h、6h的最大降水量均出现在盐边,盐边和市区更容易发生1h≥50mm的极端强降水。短时强降水过程具有非常强的局地性,单站过程高达80%,且雨强越大局地性越强。各历时各重现期的极端最大降水量均以盐边为最大。      

风暴潮灾害情景下海岸带暴露指数时空演变研究——以福建省东山湾为例

暴露指数反映了环境在面对极端天气事件时承受灾害的潜在风险程度。研究利用遥感影像数据、数字高程数据(DEM)、海洋水深及风力数据等, 基于暴露指数模型, 以福建省东山湾为案例研究区域, 对风暴潮灾害情景下的海岸带暴露指数及其时空演变进行分析。研究结果显示: (1)近十年来, 东山湾海岸带暴露指数总体呈下降趋势, 潜在风险程度为“中”及以上区域占比由67.14%下降至59.06%, 海岸带在面对风暴潮灾害等极端天气事件时潜在的风险程度总体降低, 海湾地貌类型差异及其形态变化是影响东山湾暴露指数产生波动的主要原因; (2)基于暴露指数评价结果, 结合海岸带开发利用现状, 研究可对东山湾海岸带生态环境的敏感区域进行识别, 并制定具有针对性的开发利用与风险防范对策, 为海岸带空间规划、生态保护修复格局的科学划定提供理论支撑, 在助力海岸带陆海统筹和可持续发展上具有重要意义; (3)研究提出的一种基于时间序列的暴露指数研究技术路线和框架, 可为海岸带脆弱性评估、海岸带韧性评估、海岸带灾害监测预警等相关研究提供新的研究视角, 在基于深度学习的海岸带灾害风险预警与灾害模拟等方面也具有较为广阔的应用前景。     

中国南部海域主要断裂类型、分布及地质特征

中国南部海区及邻域1∶1 000 000地质地球物理系列图已编制完成并即将出版,区域构造图是其中的主要图件之一,据此成果,讨论了中国南部海域主要断裂类型、分布及地质特征。主要断裂类型有俯冲带、碰撞缝合带、转换断层、扩张脊型断裂、大型走滑断裂及深大断裂等。根据断裂规模及控制的地质构造单元性质划分出了一级断裂和二级断裂。一级断裂主要是指俯冲带、碰撞缝合带或者控制构造域、地块之间界线的深大断裂;二级断裂主要是控制隆褶带、海盆区以及大型沉积盆地的深大断裂。这些断裂大多具有形成时期早、规模大、断层延伸远、断距大甚至多次活动的特征。     

长石莼(缘管浒苔)(Ulva linza)rbcL全长基因的克隆与序列分析

克隆分离了长石莼(缘管浒苔)光合作用第一关键酶Rubisco大亚基全长基因(rbcL)。首先应用PCR和RT-PCR方法扩增rbcL大片段DNA序列和大片段cDNA序列,结果表明,获得的2个克隆序列完全相同,该rbcL大片段基因不存在内含子。其次应用基因步移方法分别对rbcL基因的5′上游未知序列和3′下游未知序列进行扩增,在此基础上,将3个片段序列进行拼接,获得了rbcL全长基因序列(NCBI登陆号:DQ813497)。序列全长2124bp,其中编码区序列长1425bp,为单外显子基因,编码474个氨基酸;5′非翻译区序列长225bp,转录起始位点为位于翻译起始密码子ATG上游第47个核苷酸G,在距离转录起始位点-9bp—-48bp的范围内有推测的类似原核生物的启动子序列(-10区:TAAAAT、-35区:TTGAAA);3′非翻译区序列长474bp,在距离转译终止密码子TAA下游54—98bp处有一段较长的回文序列,可形成一个22bp的茎结构。密码子偏好性分析结果表明,长石莼(缘管浒苔)rbcL基因偏向使用第三位核苷酸碱基为A和T的密码子。