全球尺度多源土地覆被数据融合与评价研究

精确的全球及区域尺度土地覆被遥感分类数据是全球变化、陆地表层过程模拟、生态文明建设及区域可持续发展等研究的重要基础数据。本文以5套全球土地覆被数据集GLCC、UMD、GLC2000、MODIS LC、GlobCover为研究对象,结合MODIS VCF、MODIS Cropland Probability以及AVHRR CFTC数据集,设计一种基于模糊逻辑思想的证据融合方法实现上述多源土地覆被信息的决策融合,生成一套依据植物功能型分类的全球1 km土地覆被融合数据SYNLCover。结果显示,与5套源土地覆被数据集相比：① 在总体一致性精度上,SYNLCover的8个生物形态类型和12个目标类型的平均总体一致性精度最高,分别约为65.6%和59.4%,其次依次是MODIS LC、GLC2000、GLCC和GlobCover,UMD的最低,分别约为48.9%和42.6%,而且SYNLCover与5套源土地覆被数据集两两相比的总体一致性都是最好的;② 在类型一致性精度上,除灌丛类型外,SYNLCover中包括森林、草地、耕地、湿地、水体、城镇建筑和其他7种生物形态类型,以及森林类型的5种叶属性的平均一致性精度也是最高的,如其他类型的平均一致性精度可达67.73%;③ 除灌丛和湿地类型外,SYNLCover的其余6种生物形态类型的平均一致性精度均比其在5套源数据中相应的一致性精度的最大值提高了10%~15%左右;森林类型的5种叶属性的一致性精度也提高了约10%。SYNLCover分类精度的提高反映了本研究设计的多源数据融合方法的可行性和有效性。     

青藏高原生态地质环境遥感综合评价系统的设计与实现

以青藏高原生态地质环境评价为例,选用层叠计算、层次分析和模糊灰度复合法等3种综合评价模型,以模型运行平台、模型空间数据库和模型属性数据库的相互配套为特色,设计开发了区域生态地质环境遥感综合评价系统。该系统不但解决了评价模型的可选问题和多种评价方法的对比问题,也解决了不同来源数据的格式转换问题、多种应用软件之间的交互替应使用问题以及评价结果图制作不便的问题。系统采用层叠法和模糊灰度复合法,以青藏高原地质灾害、荒漠化、湿地、冰川和断层等5个评价指标的应用示范结果表明,评价结果与实际调查结果具有较好的一致性。     

双墩彩陶颜料来源的测试研究

利用激光拉曼光谱、X射线衍射和波长色散X射线荧光光谱等方法对安徽蚌埠双墩遗址出土的5片彩陶和两块红色矿料进行测试分析，明确了彩陶红彩的主要物相为赤铁矿、α-石英、白云石和方解石；黑彩未使用矿物颜料，而是利用渗碳工艺中炭黑的自然效果。同时证明了综合利用这三种测试方法对于考古样品物相鉴定与成分分析的有效性。     

古玉器的化学风化机理初探之二——块状模拟实验

在前文粉末态模拟实验基础上,初步模拟古玉埋藏的酸性以及碱性环境,通过对不同材质玉料的块状形态在酸、碱缓冲溶液中的浸泡实验,并与粉末态玉料的浸泡结果进行对比分析,以深化对古玉器风化机理的认识。     

空间悬挂点自动分析处理算法的研究

本文针对各种比例尺地形图数字化过程中形成的各类悬挂点特征进行了研究，提出检验悬挂点的基本算法，并结合向量模式进行优化，给出了一般情况下自动处理各类悬挂点的必要条件，同时导出了自动处理悬挂点的算法。     

大陆玄武岩原始水含量的测定及其对源区组分的制约

理解大陆板内玄武岩的源区组成和成因是认识地幔动力学过程和化学不均一性的重要途径。由于不同地幔端员具有不同的水含量及水与其它不相容元素的比值(如H2O/Ce),原始水含量的测定对于认识玄武岩的源区组成将会提供新的信息。玄武岩玻璃和斑晶中的熔体包裹体是获得海洋玄武岩原始水含量的主要样品,但是不适合于大陆玄武岩,因为大陆玄武岩玻璃由于强烈的去气作用不能反映真实水含量,而大陆玄武岩斑晶中的熔体包裹体少而小,不易获得足量、准确的数据。本文介绍一种最近发展起来的推断大陆玄武岩原始水含量的方法,即利用红外光谱测定玄武岩中单斜辉石斑晶的水含量,然后结合水在单斜辉石与玄武质熔体中的分配系数来反演与斑晶平衡的熔体水含量,进而估计原始玄武质岩浆的水含量。文中详细叙述了方法的适用性、误差的估计以及具体的操作流程,并通过东北双辽和华北太行山新生代玄武岩的研究实例,展示了玄武岩水含量对于源区组成的有力制约。     

基于GIS的四平市城市扩展遥感分析

本文以吉林省四平市为例,选取1976、1979、1991、2001和2007年MSS、TM、ETM+的5个时相遥感图像,对其进行处理、解译,以城市面积变化、分维数、紧凑度等作为指标,对该市31年来城市扩展及其特点进行研究。结果表明,四平市在31年内的城市扩展可分4个阶段,其中,1979-1991年城市扩展速度最快,而2001-2007年城市扩展速度也较快,而且更注重城市的内涵建设,这与四平市经济发展情况相符合。说明城市形态指数与统计数据结合可以更充分地描述城市扩展的特征和过程。     

地球系统科学数据共享研究与实践

分布式、异构科学数据的整合集成与"一站式"共享服务是科学数据共享的关键和难点。首先,提出"创建地球系统科学数据共享联盟,共建、共享"的分散数据资源整合理念和按"总中心-分中心-数据资源点"三个层次的整合架构,然后,在组织模式上保障分布式数据资源的有效整合。即通过"元数据集中管理,数据体分散存储"的策略,从技术上保障分布式数据资源的快速整合。针对地球系统科学不同学科数据资源的特性,设计了地球系统科学数据核心元数据标准及扩展方案,利用MVC(元数据标准模型-显示视图-操作函数)模式实现多标准地学元数据的统一管理和自适应显示。最终,研究面向SOA的分布式地球系统科学数据共享平台,通过"一个总中心,认证中心和若干个分中心",形成物理上分布、逻辑上统一的分布式服务网络,从而为用户提供"一站式"的数据共享服务。     

名义上无水矿物中"水"的原位变温红外光谱研究

名义上无水矿物(nominally anhydrous minerals, 简称NAMs, 如橄榄石、辉石、石榴石、长石等)中以缺陷形式存在的结构水的重要性已经被地球科学界广泛认同,并得到了越来越多的关注。由于对OH振动的高度敏感性,红外光谱方法被广泛用来测量NAMs中"水"的赋存状态、含量以及在晶体结构中的位置。随着傅立叶变换红外光谱仪的不断发展及分析技术的提高,以及红外附件的更新换代,出现了一些新的分析方法。原位变温红外光谱实验就是利用变温红外附件测量样品在不同温度下的红外光谱,通过研究不同温度下红外光谱图的峰形、峰位、峰数等参数的变化,了解温度改变过程中样品所发生的物理、化学变化,且具有实时监测的优点,因此广泛用于含水矿物和玻璃中OH和H₂O的研究。主要包括含水矿物和玻璃的脱水机理及脱水动力学研究,OH和H₂O的红外吸收系数的温度依赖性及不同温度下红外吸收系数的校正等方面。虽然原位变温红外光谱广泛应用于含水矿物和玻璃中水的研究,但是应用于名义上无水矿物还是刚刚起步。NAMs中的H是活动的,高温下H的赋存状态及其在晶体中的位置可能会不同于室温,而地质过程往往都在高温下进行,研究高温下NAMs中的水具有重要的地质学意义。因此,有必要利用原位变温红外光谱实时监测不同温度下NAMs中水的变化。有关NAMs中水的原位变温红外光谱实验早期工作只是观察不同温度下谱图参数的变化并给予一定的解释,以及用此法来确定NAMs中水的赋存状态。受含水矿物和玻璃的研究结果的启发,原位变温红外光谱实验目前也开始用来研究NAMs中水的脱水机理和扩散动力学。此外,利用原位变温红外光谱技术,通过研究不同温度下OH的积分吸收面积可探索NAMs中OH红外吸收系数温度依赖性;通过研究OH峰位随温度移动的幅度与某些化学成分的关系,可给出NAMs中OH的结合机理方面的有用信息。虽然近些年来已经开展了一些工作,取得了一些新的成果,但是总的说来还处在起步阶段,今后针对NAMs的研究重点应该集中在以下三个方面:(1)吸收系数温度依赖性的定量化,(2)脱水机理和动力学的扩展,(3) OH结合机理研究的深入。     

天环坳陷南北部盒8段地层水地化特征差异性分析

通过对鄂尔多斯盆地天环坳陷中二叠统下石盒子组盒8段地层水样品测试结果的统计分析,分别对区内南北部的地球化学特征进行研究,对比其差异性,分析天然气运聚和保存条件,为勘探部署提供支持。研究显示,天环坳陷中二叠统下石盒子组盒8段为偏酸性、氯化钙型地层水,区内矿化度、Cl－含量和浓度都显示为北高南低,反映了北部铁克苏庙地区地层水封闭条件优于南部青石峁–李庄子区域,更有利于气藏的聚集和保存。南北部地层水地化特征参数与气藏形成条件有较好的对应性。北部地区为Ⅳ型、Ⅴ型原始地层水,地层水的钠氯系数低、脱硫系数低、钠钙系数低、变质系数高,具有油气伴生水的特征,地层封闭性较好,利于气藏的聚集和保存;而南部地区为Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型地层水,显示较差的封闭条件,地层水与外界有沟通,不利于气藏的运聚和保存。