基于多源空间数据的地质灾害监测预警系统研究——以云南省德钦县为例

三维激光扫描、合成孔径雷达干涉(InSAR)、全球导航卫星系统(GNSS)、无人机及物联网等新技术为测绘、监测以及早期预警系统(EWS)提供了更丰富的数据源。本文基于上述技术,设计提出了一种针对滑坡、泥石流等地质灾害监测预警系统(GDMEWS)的解决方案。介绍了地质灾害监测预警系统复杂多变的特点,对系统的体系结构、多源空间数据库组成、开发模式、业务逻辑、系统开发的方法及关键技术进行了分析。论文以具有独特的地形地貌、滑坡和泥石流类型众多、典型多样的德钦县为案例区,探讨GDMEWS的体系机构及关键技术。首先,对系统的功能要求,监测及预测模型等进行了讨论;其次,研究了灾前预警、灾中抢险、灾后重建全过程的逻辑关系,开发防灾减灾和地质灾害管理支持工具;再次,阐述了多源监测数据集成方法和地质灾害机理模型的建立。最后,对GDMEWS的研发实现进行了阐述,并说明其在德钦县地灾的全过程实时动态管理、监测和预警中的应用。     

东秦岭华县西沟钼矿床Re-Os同位素年龄及其地质意义

东秦岭华县西沟钼矿床位于华北陆块南缘老牛山岩体与华山岩体所夹持的EW向长廊中,产出于太古界太华群黑云斜长片麻岩地层内。该矿床已经被确定为中型矿床。西沟钼矿区内构造发育,岩浆活动强烈,展布的多条长石-石英脉、碳酸盐脉型钼矿体主要受近EW向剪切带控制,矿石类型以石英脉型、长石-石英脉型、方解石-石英脉型及蚀变岩型为主。应用Re-Os同位素地质年代学方法测得西沟钼矿床的成矿模式年龄为(206.7±2.8)~(214.7±2.8)Ma,等时线年龄为(212.4±2.8)Ma,属于印支晚期;辉钼矿Re质量分数为(306.6~401.0)×10-6,暗示成矿物质主要来源于上地幔。区域成矿条件对比发现,西沟钼矿床与黄龙铺钼矿床在成矿时代、成因类型等方面具有一致性,矿床类型划归为长石-石英脉、碳酸盐脉型。依据化探异常及初步勘查结果,预测西沟地区深部可能存在有隐伏岩体,具有寻找大型钼矿床的潜力。     

融合多源海洋大地测量数据的南海海底地形多层感知机反演

本文融合SIO(Scripps Institution of Oceanography)发布的垂线偏差、重力异常和垂直重力梯度数据及NCEI(National Centers for Environmental Information)发布的船载测深数据, 利用多层感知机神经网络(Multi-Layer Perceptron, MLP)建立南海海域(108°E—121°E, 6°N—23°N)分辨率为1'×1'的海底地形模型(MLP_Depth).首先, 将642716个船载测深控制点的位置信息与周围4'×4'格网点处的地球重力信息(垂线偏差、重力异常、垂直重力梯度)作为输入数据, 将船载测深控制点处实测水深值作为输出数据, 训练MLP神经网络模型, 训练结束时决定系数R²为99%, 平均绝对误差MAE为39.33 m.然后, 将研究区域内1'×1'格网正中心点处的输入数据输入于MLP模型中, 可得格网正中心点处的预测海深值.最后, 根据预测海深值建立研究区域范围内分辨率为1'×1'的MLP_Depth模型.将MLP_Depth模型预测水深与160679个检核点处实测水深对比, 其差值的标准差STD(75.38 m)、平均绝对百分比误差MAPE(5.89%)与平均绝对误差MAE(42.91 m)皆优于GEBCO_2021模型、topo_23.1模型、ETOPO1模型与检核点实测水深差值的STD(108.88 m、113.41 m、229.67 m)、MAPE(6.11%、6.94%、18.37%)与MAE(47.33 m、52.24 m、130.08 m).同时, 为了研究不同区域内利用该方法建立的海底地形模型的精度, 本文在研究区域内分别建立了A、B区域的海底地形模型(MLP_Depth_A、MLP_Depth_B).经过验证得: MLP_Depth_A、MLP_Depth_B相比于MLP_Depth模型具有更高的精度, 更能反应海底地形的变化趋势.

     

基于滩涂围垦的海岛城市时空扩张特征研究——以舟山本岛为例

以舟山本岛为研究单元,利用1995年,2005年和2015年的遥感影像,采用生态学分析、空间统计学分析、城市扩张指数等方法来探究舟山本岛滩涂围垦活动和城市用地扩张的特点,并分析两者之间的关联。结果表明:(1)在1995—2015年的20 a间,滩涂围垦的面积不断扩大。(2)1995—2005年的滩涂资源利用以近陆域的海涂为主,2005—2015年逐渐向浅海发展。(3)1995—2015年间,城市用地面积前10 a增长强度为0.53,增长速度为3.01 km²/a,后10 a增长强度为1.46,增长速度为8.11 km²/a。(4)舟山本岛的城市发展重心在20 a间经历了一个自西向东移动而后向北跳跃的过程,各区域间协同发展,使舟山本岛经济整体性和城市功能合理性得到提升。(5)滩涂围垦形成的土地与城市用地扩张之间存在着正相关关系,且从研究数据来看两者之间发生自然演替需要时间,大约为8~10 a,人工干预可以大幅缩短这个过程所需要的时间。     

敦煌西湖自然保护区湿地演化及驱动力分析

西湖国家级自然保护区位于河西走廊西端,是敦煌盆地人工绿洲的天然屏障。近几十年来,由于气候变化和人类水土资源过度开发,保护区生态环境持续恶化,湿地退化和沙漠化趋势日趋严重。本文运用多时相资源卫星遥感影像,解译分析了保护区湿地演化规律。结果表明：1980-2013年间有23个年份湿地处于快速退化状态,保护区湿地面积由1.72×10⁴ hm²减少到0.99×10⁴ hm²,减少了42.4%;保护区湿地的斑块数从32个增加到51个,平均斑块面积由537 hm²减少为213 hm²,湿地演化呈破碎化趋势。湿地分布质心向西南方向移动了11.59 km,湿地呈整体向西南缓慢移动的趋势。运用因子分析法对湿地演化的驱动因子进行了分类,并利用投影寻踪模型分析各驱动因子对湿地演化的贡献率,结果表明：下游湿地退化的根本原因是大规模引地表水和开采地下水灌溉,其次是气候变化引起的冰川退缩、径流量衰减。20世纪90年代,西湖保护区湿地处于相对稳定状态,建议敦煌地区耕地维持在20世纪90年代初的2.7×10⁴ hm²水平,或通过节水、调整作物结构和跨流域调水等措施,压缩引地表水和开采地下水水量,灌溉用水需控制在20世纪90年代初的用水水平。该研究成果可为自然保护区湿地保护和流域综合开发提供依据。     

高效液相色谱-离子阱质谱法测定海洋微藻藻粉中的8种脂溶性毒素

建立了利用高效液相色谱-电喷雾离子阱质谱(HPLC-ESI-IT-MS)测定海洋微藻藻粉中8种典型脂溶性毒素的分析方法。藻粉样品经超声细胞破碎后,采用超声波辅助提取法对藻毒素进行提取,用HPLC-ESI-IT-MS多反应离子监测(MRM)模式对各种毒素(包括大田软海绵酸(OA)、鳍藻毒素1(DTX-1)、扇贝毒素2(PTX-2)、虾夷扇贝毒素(YTX)、原多甲藻酸1(AZA1)原多甲藻酸2(AZA2)、罗环内酯毒素(SPX),米氏裸甲藻毒素(GYM))进行测定。8种脂溶性藻毒素均在线性范围内线性关系良好(R2均在0.991以上),检出限均介于0.085～1.315 pg之间,加标回收率在88.5%～111.4%之间,方法重复性相对标准偏差(RSD)在4.82%～10.17%范围。应用该方法对利玛原甲藻干藻粉中的毒素进行了测定,分析结果良好,说明本方法是海洋微藻藻粉中脂溶性藻毒素测定的有效方法。     

陕西省能源供给与经济及生态环境协调性分析

作为我国能源供应的战略基地和大西北生态脆弱区,陕西省经济增长和生态环境协调能力关乎国家能源和生态安全,探究陕西省能源供给与经济及生态环境发展(3E)的协调性及关联性具有重要的理论和现实意义。以能源供给为切入点对陕西省3E现状进行定性分析,推断能源供给对陕西省经济增长的结构性支撑作用。选取25个指标构建3E指标体系,运用层次分析、模糊综合评价等方法对各子系统发展水平及各子系统之间协调性进行定量分析。结果表明:(1)陕西省能源供给、经济增长与生态环境间具有较高的协调性;(2)陕西省能源供给、经济增长和生态环境协调关系波动大;(3)能源供给、经济增长和生态环境协调度对能源供给变化具有较高的敏感性。     

内蒙古固沙造林树木真菌病害区系

系统调查了内蒙古固沙造林树木真菌病害状况,采集到罹病树木１６科３７种（属）,鉴定出病害１２６种、病原真菌７６种,比较了不同树种及不同组织器官的病害类型和病原生态群落组成的差异。根据沙区不同的水热指标与地理条件,讨论了病原物的生态地理区系,并分为乌兰布和沙漠固沙造林区、毛乌素沙地固沙造林区和科尔沁沙地固沙林区。     

基于空间分析的山地生态敏感性评价——以四川省万源市为例

以典型的秦巴山地城市万源市为例,根据山地生态系统特征,选取士地覆盖类型、高程、地质灾害、生境类型、水土流失、坡度、景观破碎度和生物多样性等8个因子,划分为极敏感、敏感、低敏感和不敏感4个等级,利用AHP确定因子权重,结合GIS空间分析技术,得到综合的生态敏感性空间分布,4个敏感级的面积比分别为8.44%、44.50%、38.31%、8.75%.根据各个因子对生态环境贡献的大小,得到了限制性敏感因子在空间上的分布.生态敏感性分析为城市规划和城市发展用地选择提供了科学依据,减小了城市发展对生态系统破坏的风险.     

黄河源区玛多县土地利用/覆被及景观格局变化的遥感分析

采用了黄河源地区1977、1990及2003年MSS、TM的3个时相遥感影像,通过人机交互的解译与GIS的空间分析,提取了玛多县3个时期的土地利用/覆被信息。分析了玛多县各地类的数量变化和空间变化特征。另外对景观生态空间分布格局,利用FRAGSTATS软件对玛多县景观级别的动态特征进行了分析。结果表明:玛多县的土地利用/覆被类型以草地为主,占全区总面积77.93%;退化现象十分严重,主要是草地覆盖度的降低以及草地沙化;景观破碎化程度在前期呈下降趋势,而后期呈上升趋势,景观斑块形态越来越偏离规则而变得复杂、多样。