两种耦合模糊控制的局地化方法研究

在集合数据同化过程中,由于远距离的观测与同化状态之间存在着虚假相关,局地化方法受到广泛关注.此外,由于集合数的限制,容易引起欠采样和协方差被低估等现象,使得滤波效果欠佳.因此,提出模糊控制算法,模糊控制算法主要用于判断观测点与状态更新点之间的距离来匹配相应的观测权重,进而调整局地化系数来更新背景误差协方差和观测误差协方差矩阵,从而得到有效的状态估计.基于背景误差协方差局地化方法和观测误差协方差局地化方法,耦合模糊控制,形成了新的算法—模糊控制的背景误差协方差局地化方法和模糊控制的观测误差协方差局地化方法.利用Lorenz-96模型,在小集合数和局地化半径下,得出模糊控制的背景误差协方差局地化方法和模糊控制的观测误差协方差局地化方法有较好的同化性能.通过分析泰勒图谱甄别出新算法与观测点具有高度的相关性以及较小的空间变异性.最后,在不同维数的模糊控制器下,新算法的有效性进一步得到验证.为今后数据同化误差处理方面提供了良好的研究平台.     

青藏高原东北缘晚更新世以来环境变化研究进展

青藏高原东北缘作为响应东亚季风边缘区环境变化的理想场所,其丰富的沉积记录可反映详细的环境变化过程.重点对近30年来青藏高原东北缘沉积与环境演化研究中的年代学、环境代用指标、环境演化过程及区域一致性等方面的主要研究进展进行总结.青藏高原东北缘环境研究中粒度、磁化率、碳酸盐含量和以总有机碳、常微量元素为主的地球化学指标是最常用的研究手段;综合区域晚更新世以来沉积环境研究结果,将高原东北缘环境演化过程分成5个阶段,即在东亚季风和西风环流的共同影响下经历了温暖湿润—寒冷干燥—温暖偏湿—偏冷干燥转温凉偏湿—相对温湿转相对冷干的发展阶段;而青藏高原东北缘气候记录与亚洲区域及全球记录对比结果显示具有区域性,其主要因素可能是北半球太阳辐射变化的驱动所导致的高纬度温度和冰量变化以及北大西洋温盐环流的影响;青藏高原东北缘晚更新世可能存在两期大范围的高湖面,分别在MIS 3和MIS 5阶段,其时间的差异显示从高原内部向东北方向高湖面出现的时间逐渐变年轻,可能反映了高原东北缘构造与环境变化的响应.综合认为,未来青藏高原东北缘环境研究重点可从高分辨率沉积序列的建立、高湖面时间的确立以及更精确的环境代用指标应用等方面进一步深入研究,以期获得更高分辨的环境变化信息.     

浅层地下水中磺胺嘧啶与胡敏酸相互作用及相态间分布特征

研究抗生素在浅层地下水中不同相态间的分布特征,对于了解抗生素的行为特征及评估其危害具有重要的意义。本文利用三维荧光淬灭法研究了胡敏酸(humic acid, HA)对磺胺嘧啶(sulfadiazine, SD)在地下水中不同相态间分布规律的影响及相互作用,探讨了HA浓度、pH值、温度对SD在不同相态间分布的影响,对淬灭过程进行拟合并计算了分配系数、淬灭参数以及热力学参数。结果表明:地下水中SD浓度(0.5 mg/L)较低时或者HA浓度增加(0~20 mg/L)时,HA可显著促进悬浮相中SD比例的增加;SD对HA的淬灭机理为形成复合物的单一静态淬灭,结合位点数均约为1,荧光淬灭常数K_sv为5.271×10³ L/mol,淬灭速率常数K_q为5.271×10¹¹ L/(mol·s),属于自发的放热过程;体系处于低温(15 ℃)、弱碱性(8~10)pH值环境时,SD对HA的淬灭作用最强,HA对SD进入悬浮相的促进作用最明显。     

自然资源要素综合观测体系运维模式及保障体系构建

为实现自然资源要素综合观测体系的长期稳定运行并确保观测数据的科学性和准确性,建立一套适合综合观测体系的运维模式和保障体系意义重大。在分析国内外观测站网运维模式和保障经验的基础上,结合自然资源要素综合观测试点站网的建设、运营情况,提出了领导层+业务执行层+咨询层的运维模式,以及由经费保障、通信网络保障、基建装备保障、数据质量控制保障、野外观测台站日常管理与制度及人才队伍保障构成的自然资源要素综合观测保障体系框架。构建的运维模式层级清晰、职责明确,保障体系框架涵盖面广、重点突出,基本能满足自然资源要素综合观测体系长期、稳定、连续运行和定位观测的运维保障需求。     

立交桥识别的CNN卷积神经网络法

OSM数据中立交桥结构的识别和分类,能够为构建多尺度模型、导航和位置服务、拥堵分析等提供重要信息。传统的立交桥识别方法依赖于人工设计的低层次特征,无法有效区分存在干扰路段的复杂立交桥结构。本文针对当前算法抗差性上存在的不足,提出了一种新的基于卷积神经网络的立交桥识别方法。该方法将矢量数据与栅格图像相结合,利用神经网络学习区分立交桥类型的高层次模糊性特征,从而对OSM中的复杂立交桥结构进行分类。试验表明,该方法有较强的抗干扰性,在复杂的立交桥形态分类中取得了良好的效果,并随着案例库的扩充和神经网络模型的优化存在进一步提升的空间。     

基于MODIS的河南省秸秆焚烧遥感监测与分析

文中采用MODIS二级产品MOD14数据,以火点像元亮温特征为依据,提取2000、2008、2014年每年5月29至6月14河南省秸秆焚烧火点分布,分析秸秆焚烧时空分布特征。研究表明:河南省14年间秸秆焚烧火点个数和面积呈上升趋势;14年间河南省秸秆焚烧由北部和中部地区逐渐向西南和东南地区扩散,且西南和东南地区的秸秆焚烧现象较为严重,其中周口、驻马店、信阳、南阳等市秸秆焚烧现象较突出,安阳、焦作、新乡等市秸秆焚烧现象明显减弱;结合2014年河南省空气污染指数分析秸秆焚烧对空气质量的影响表明:秸秆焚烧会对空气质量污染产生重要影响。     

重庆市张关溶洞景观照明研究

溶洞照明推进了溶洞旅游业的发展,不科学的溶洞照明引起溶洞内灯光植物生长,破坏了溶洞内部特殊环境。通过对张关溶洞内灯光植物和人工光源的调研测量,研究了人工光源光谱、光照强度与溶洞灯光植物的生长关系,结果表明:光照强度高于20 000 lux或低于100 lux的传统光源及光谱能量分布在500～600 nm的窄光谱光源,能够有效抑制溶洞内灯光植物的生长;根据人工光源光谱、光照强度对灯光植物生长的抑制作用,提出了保持溶洞内特殊生态环境的景观照明技术指标。      

东昆仑西段夏日哈木榴辉岩原岩属性及陆(弧)陆碰撞

东昆仑西段夏日哈木榴辉岩呈透镜状分布于古元古代金水口群中,榴辉岩的SiO_2含量47.4%~50.78%,Mg#值为40~62,表明其原岩为分异程度较高的基性岩,属于拉斑玄武岩系列。基于岩石Nb的含量,将夏日哈木榴辉岩分为两类——富Nb型榴辉岩(Nb7×10~(-6))和正常榴辉岩(Nb7×10~(-6))。富Nb型榴辉岩具有贫SiO_2、MgO、Al_2O_3,富集FeOt、TiO_2的特点;稀土元素配分曲线具有右倾的OIB特点,与古生代富Nb玄武岩和Seki玄武岩微量元素特征类似;微量元素具有弱的Nb、Ta、Ti的负异常,与古生代富Nb玄武岩特征类似。正常榴辉岩具有贫FeOt、TiO_2,富集SiO_2、MgO、Al_2O_3的特点;稀土元素配分曲线具有弱右倾的E-MORB特点,微量元素具有弱的Nb、Ta、P的负异常,U、Sr的正异常,类似于Okinawa板内弧后盆地玄武岩微量元素特征。富Nb型榴辉岩的εNd(0)和εNd(t=571Ma)值分别为0~4.55、-0.88~7.26,正常榴辉岩的εNd(0)和εNd(t=571Ma)值分别为2.2~5.19、3.17~6.22,两者均位于加里东HP-UHP变质带和大别-苏鲁HP-UHP变质带榴辉岩Sm-Nd同位素组成范围内。在微量元素图解上,样品显示具有地壳混染的趋势。由此可知,夏日哈木榴辉岩的原岩可能是具有陆内弧后盆地玄武岩性质的岩石,源区受到俯冲板片熔体的改造,岩浆过程中同化混染一定量的下地壳。根据现有的年代学资料,夏日哈木榴辉岩峰期变质可能发生在晚奥陶世—志留纪。夏日哈木榴辉岩可能是在弧后盆地消亡过程中,弧陆发生俯冲碰撞的结果。     

新疆西准噶尔塔斯阔腊岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学、地球化学特征及地质意义

新疆西准噶尔地区晚石炭世构造背景一直存在较大争议,很大程度上制约了对该区构造演化的深入探索。本文以庙尔沟南部塔斯阔腊岩体为研究对象,进行了详细的野外地质调查、LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年及岩石地球化学研究,旨在查明其成岩时代、岩石成因及构造背景。结果表明,该岩体岩性主要为花岗闪长岩,其中广泛发育代表岩浆混合作用的暗色镁铁质微粒包体。锆石U-Pb年代学研究显示塔斯阔腊岩体花岗闪长岩的成岩年龄为314.9±1.9Ma,属晚石炭世早期。岩石地球化学特征显示其为钙碱性准铝质—弱过铝质Ⅰ型花岗岩,岩石具有中等硅(SiO2=64.41%~66.48%)、铝(Al2O3=15.66%~16.45%)及较低镁(MgO=1.61%~1.86%)和钙(CaO=3.04%~3.26%)的特征。富集Rb、K等大离子亲石元素和Zr、Hf等高场强元素,强烈亏损Nb、Ta、Ti、P和重稀土,负Eu异常较微弱(δEu=0.32~0.68,平均0.61),与区内夏尔莆、布尔克斯台等岩浆混合花岗岩体在成岩时代、地球化学特征及岩石成因等方面有着显著的相似性。综合区域地质背景及岩浆演化,认为塔斯阔腊岩体形成于晚石炭世早期与俯冲作用相关的岛弧环境,是受俯冲流体交代的上覆地幔楔熔融形成的基性岩浆底侵下地壳,诱发下地壳玄武质岩石发生部分熔融而成,同时存在一定程度的壳幔岩浆混合作用。     

1976-2017年青藏高原可可西里盐湖面积动态变化及成因分析

青藏高原湖泊是全球气候变化的敏感指示器。近56年来,可可西里地区气候呈显著暖湿化趋势,其中气温上升速率为0.33℃·（10a）^-1（R=0.746,P<0.01）,降水增加速率为23.4mm·（10a）^-1（R=0.422,P<0.01）。近40年来,盐湖面积总体呈增大趋势,其中,1976-2011年溃堤前盐湖面积以1.63 km²·a^-1的速率扩大,溃堤后以8.51 km²·a^-1的速率持续扩大。总体来看,近40多年来,盐湖面积先后经历了缓慢增大（1976-2011年）→急剧增大（2012-2013年）→稳定增大（2014-2017年）三个阶段。盐湖面积前期缓慢扩大的主要原因是可可西里地区气候暖湿化的结果,而后期面积急剧扩大的主要原因是因为2011年9月15日盐湖上游的卓乃湖溃堤,导致下游的3个湖泊（库赛湖、海丁诺尔湖和盐湖）串连成一体;冰川和冻土融水可能是引起可可西里盐湖面积扩张的原因,但并非主要原因。后期盐湖面积还将呈稳定增大趋势。盐湖面积扩大导致盐湖湖水淡化,周边草地受到淹没破坏的面积不断扩大,这种变化不仅对其周边草地生态环境产生破坏,还可能对可可西里周边重大工程设施产生不利影响。鉴于盐湖面积今后还将持续增大,并对其周边重大工程设施产生不利影响。因此,应用多源卫星资料对盐湖进行长期持续的跟踪观测仍将是相关政府部门关注的重点。