基于GIS的北京市生态环境质量监测与分析

以2006年TM、SPOT 4及QuickBird遥感影像为信息源,在地理信息系统与遥感技术的支持下,结合野外调查及其它辅助数据,运用生态环境状况评价技术规范,对北京市2006年的生态环境质量进行评价,并对2000年与2006年北京市生态环境变化进行动态分析.结果表明: 2006年北京市生态环境质量评价指数为59.707,处于良好等级;2000～2006年间,北京全市生态环境状况稳定保持在"良"的状态,总体变化不大,但北京市耕地面积减少了339.09 km2,城镇建设用地增加了285.24 km2,水域面积减少了118.98 km2,其主要原因是降水量的减少、城市化扩张以及人为因素影响.     

基于格网的洪水灾害危险性评价分析——以巴基斯坦为例

洪水灾害已成为给当今人类带来严重损失的自然灾害之一,因此,灾害风险评价是区域经济持续发展的前提与条件。本文从致灾因子和孕灾环境两方面进行分析,综合考虑降水(累计降雨量和最大降雨量)、河流(河网密度)、地形(高程值和坡度值)、土地利用和植被(NDVI)共5种相关因子,以1km格网数据为基础,运用AHP(层次分析法)对巴基斯坦洪水灾害进行了危险性评价。结果表明:巴基斯坦洪水灾害危险性受降雨和地形的影响较大,其危险程度东南部大于西北部,并由东南部向西北部逐渐递减。     

近场动力学理论在区域地面沉降建模中的应用研究

地面沉降是由自然和人类活动共同作用导致的缓变性地质灾害,是区域可持续发展的重要影响因素。以往地面沉降在建模时需要地裂缝等不连续结构的位置、走向、深度等信息,在构建微分方程模拟时需假设模型连续,这对开展地面沉降-地裂缝-地面塌陷一体化模拟带来一定的局限性。于2000年出现的近场动力学理论提出以积分形式描述材料受力过程,方法具有无需先验知识与连续性假设的优点,在材料的疲劳、损伤、断裂等模拟研究中展现出良好的应用前景。本文综述了其在岩石水力压裂、滑坡、饱水岩土材料等领域的研究进展;提出了应用近场动力学进行区域地面沉降建模求解的一般方法;结合InSAR技术获取的沉降信息、三维地震频谱谐振勘探技术获取的地下结构与密度信息等,提出了模型的反演调参与优化方法。以北京东部梨园-台湖镇-张家湾镇区域为实验区,建立了其4 km×6 km范围、0.2 km深度的近场动力学地面沉降模型,以实验区地下水位月均下降速率为边界条件,对2007—2010年地面沉降过程进行模拟。模拟结果与实测值的平均绝对误差为18 mm,表明近场动力学在地面沉降建模中有较好的适用性。     

城市扩张下的北京平原区降雨入渗补给量变化

结合WetSpass模型与地理信息系统(geographic information system,GIS)、遥感(remote sense,RS)技术分析了城市扩张引起的土地利用类型变化对北京平原区降水入渗补给量的影响.在估算出1982年和2007年降水入渗补给量的基础上,将2007年土地利用类型还原成1982年的情景重新估算,利用转移矩阵分析两年土地利用类型的相互转化关系,同时,基于GIS空间数据统计功能,计算出不同土地利用类型下的地下水补给量.结果表明,1982年至2007年,研究区内水浇地减少874 km2,其中517 km2转变为城镇建设用地.相对于1982年,2007年城镇建设用地扩张了831 km2,区内降水入渗补给量减少约3 000万m3.研究成果可以为北京平原区的地下水资源保护及土地资源配置提供较为科学的参考.      

“数字地球”科学工程

“数字地球”是集科学、技术和工程于一体的一项宏伟的科学体系。“数字地球”由基础研究、技术支撑和科学工程三部分组成,其中科学工程是“数字地球”的核心和目标。文章在我国“数字地球”科学工程现状分析的基础上,结合国情,对我国“数字地球”科学工程的发展提出了建议。     

大漠戈壁绘经纬中原赤子谱疆情

大漠千古的蒙昧与文明,斑驳了岁月往事的云烟.西部万年的沧桑与轮回,了人间的飘渺.在新疆广袤的戈壁滩上,有这么一群人,他们肩扛标杆手握书簿,义无反顾地走在茫茫戈壁深处,描绘着哈密市美轮美奂的明天,他们就是来自中原大地的自然资源人.     

联合EEMD-KECA算法的InSAR干涉相位时频滤波

根据干涉图信号和噪声时频分布差异的特点,提出一种改进的基于经验模态分解EEMD的InSAR干涉相位滤波方法。该方法首先利用可有效降低模态混叠的EEMD算法,对干涉图的实部及虚部分别进行2维经验模态分解,获得具有不同时间尺度的模态分量;然后根据信号和噪声分量的时间尺度分布特性的差异,采用适用于非线性信号分析的KECA算法对噪声识别、分离;最后利用去除噪声后的模态分量重构干涉图。为了证明本文方法的有效性,分别利用模拟数据及真实InSAR差分干涉相位进行滤波试验。对比本文EEMD-KECA滤波方法、Goldstein滤波、圆周期—中值滤波、EMD分解、EMD-PCA方法的滤波效果,采用相干斑指数、均方差指数、边缘保持指数进行定量评价。结果表明,与经典InSAR干涉图滤波方法相比,本文联合EEMD-KECA算法的滤波方法能有效滤除干涉图噪声,且在条纹边缘等细节信息的保持上也具有较大优势。     

基于RS与GIS的固阳县土地利用变化研究

采用单一遥感影像和单纯的监督分类方法,在土地利用调查中,难以获得高精度的土地利用变化数据.为解决此问题,笔者以包头固阳县为研究区,利用主成分变换的方法,对多源遥感影像(ETM+多光谱数据和中巴资源二号卫星全色波段数据)进行融合处理;同时,在分类中,采用监督分类辅以目视解译分类法相结合的混合分类法,改进训练样本选取方法,进行变化信息的提取,同时给出了易混淆地物的遥感解译标志.此方法的使用,使土地利用信息自动提取的精度明显提高,得到的总体分类精度为82.13%,Kappa指数值0.8 016.研究结果为包头市固阳县土地利用变化动态监测,提供了重要的技术支持和借鉴.研究中使用了中巴资源二号卫星影像,取得了一定的成效,这在国内土地利用变化影像应用研究方面还较新,需进一步的研究,同时由于此影像的免费使用,使得成本费用大大降低,值得大力推广.     

地下水流场三维可视化研究进展与前景

在系统回顾近10年来地下水流场三维可视化主要研究成果的基础上,结合笔者的研究实践,综述了地下水流场三维可视化研究进展。从三维表现形式上,把地下水流场的三维可视化表达方法分为5类：准三维写意可视化、准三维制图可视化、三维体视化、混合可视化和立体可视化。分别论述了每种方法的几何模型、空间分析和绘制技术等,并分析了三维可视化技术在地下水流场研究中的应用前景。