融合光谱-空间信息的高光谱遥感影像增量分类算法

提出了一种融合光谱和空间结构信息的高光谱遥感影像增量分类算法INC_SPEC_MPext。通过主成分分析(PCA)提取高光谱影像的若干主成分,利用数学形态学提取各主分量影像对应的形态学剖面(MP),再将所有主分量影像的形态学剖面归并联结,组成扩展的形态学剖面(MPext)。将MPext与光谱信息相结合以增加知识,最大限度地挖掘未标记样本的有用信息,优化分类器的学习能力。不断从分类器对未标记样本的预测结果中甄选置信度高的样本加入训练集,并迭代地利用扩大的训练集进行分类器构建和样本预测。以不同地表覆盖类型的AVIRIS Indian Pines和Hyperion EO-1Botswana作为测试数据,分别与基于光谱、MPext、光谱和MPext融合的分类方法进行比对。试验结果表明,在训练样本数量有限情况下,INC_SPEC_MPext算法在降低分类成本的同时,分类精度和Kappa系数都有不同程度的提高。     

基于GlobeLand30的全球城乡建设用地空间分布与变化统计分析

城乡建设用地分布与变化是人类活动的直观标志和生态足迹,在环境变化研究、地理国(世)情监测和可持续发展研究等方面发挥着重要作用。以往人们对一些城市、区域或国家的城乡建设用地分布与变化进行过较为深入系统的研究,但在全球尺度上,这方面研究尚为空白。本文是利用我国自主研制的世界上首套30m空间分辨率全球地表覆盖数据集GlobeLand30的人造地表数据层,首次开展了全球城乡建设用地的空间分布及变化的统计分析。它采用用地面积、构成占比和增量占比等主要指标,统计全球范围内城乡建设用地的空间分布及2000年至2010年10年间的变化,重点分析了2010年全球、各大洲及主要国家的城乡建设用地分布现状与地域差异,2000年至2010年全球、主要国家的建设用地变化以及其主要土地来源。研究结果表明,2010年全球城乡建设用地总面积为118.75×104km2,占全球陆表面积的0.88%;2000年至2010年全球城乡建设用地面积增加了5.74×104 km2,变化率为5.08%,其中,中国和美国新增城乡建设用地约占全球的一半;新增城乡建设用地占用最多的是耕地,占总量的50.26%。这些为研究全球陆表人类活动的空间分布特征与变化趋势提供了翔实的信息和知识。     

基于卫星遥感和地面观测资料的汾渭平原空气污染分析

选取中国汾渭平原地区作为研究对象,利用MODIS、OMI和CALIPSO多源卫星遥感资料,同时结合环境监测国控站点污染6要素等逐小时地面环境监测数据以及能见度、霾天气现象记录等地面气象要素资料,综合分析了2013—2018年秋冬季汾渭平原空气质量状况、气溶胶的组分,探讨了卫星遥感气溶胶光学厚度（Aerosol Optical Depth,AOD）与地面污染物浓度的关系,并结合中国气象局化学天气预报系统-EMI评估模式（CUACE-EMI）资料对气象条件和污染减排影响进行评估。结果表明：11个代表城市中有6个城市秋冬季有接近或超过一半的时刻处于污染状态,且污染发生时,各代表城市大多数时刻处于中度及其以上污染级别;三门峡、临汾、运城和西安是霾和重度霾高发的城市,其重度霾爆发频率高达11.63%—14.78%;汾渭平原秋冬季首要污染物为PM_2.5和PM₁₀,以污染沙尘、沙漠沙尘和烟尘为主,出现频率分别为36.24%、25.14%和22.96%;MODIS AOD与空气质量指数（Air Quality Index,AQI）、PM_2.5、PM₁₀质量浓度之间的相关系数分别为0.72、0.70和0.64;汾渭平原2018年气象条件的变化使PM_2.5浓度较2013年、2014年、2015年、2016年和2017年同期上升了17.06%、1.58%、4.34%、11.25%和5.75%,减排措施使PM_2.5浓度较2013年、2014年、2015年、2016年和2017年同期分别下降了8.74%、28.01%、4.93%、3.16%和42.62%。     

持续寡照对温室番茄开花座果、产量及果实品质的影响

选取番茄品种“金冠5号”为试材,在日光温室中利用遮阳网设计不同寡照(光合有效辐射,PAR<200μmol·m^-2·s^-1)持续日数(0、1、3、5、7、9 d)及正常光照条件下的恢复试验,研究寡照胁迫对番茄开花座果、产量形成及果实品质的影响。结果表明:持续寡照胁迫造成番茄开花期推迟,开花数和单穗果实数减少,座果率降低,寡照胁迫7—9 d,番茄花期推迟一周左右;寡照胁迫还导致番茄单果重、单株产量、果实直径降低,非商品果率增加,寡照9 d处理番茄单果重、单株产量、果实直径分别较CK低0.04 kg、1.80 kg和1.10 cm,非商品果率较CK高3.1%;寡照胁迫下,番茄单株产量与植株叶片数,叶片气孔导度、蒸腾速率、光合速率等光合参数均呈显著正相关,而与叶片胞间CO 2浓度呈负相关;番茄果实维生素C含量、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量随寡照胁迫持续时间增加而降低;而番茄果实抗坏血酸含量、有机酸含量和总酸度则相反,且寡照胁迫持续时间越长,番茄果实抗坏血酸含量、有机酸含量和总酸度越高。研究结论可为定量评估寡照灾害对设施番茄开花座果、产量及品质的影响提供一定依据。     

2008年6月一次华南暴雨过程的云分辨模拟分析

GCE(Goddard Cumulus Ensemble)模式中体现了云与云之间的相互作用,以及云与周围环境、长波辐射及示踪气体等之间的相互作用.模式可通过云中的水凝物等微物理量描述云体的生命史(发展、成熟、消散),并在此基础上通过引入地面降水诊断方程对降水的发展过程进行分析,因而降水过程实际上是云的发展过程的体现.本文所使用的二维云分辨模式(2DCRM)就是GCE模式的二维版本.利用该模式对2008年6月10-15日的华南暴雨过程进行模拟,分析了主要降水时段地面降水收支及热量收支在不同降水发展阶段的特征.模拟结果表明,在降水初始阶段,主要由局地大气增湿和水汽辐合率减小来抑制降水发展;在成熟阶段,局地水汽变化、水汽辐合、地面蒸发和局地水凝物变化均有正的贡献,降水强度达到最大;在衰退阶段,降水强度减小的主要原因是水汽辐合显著减小.在降水性层状云区,降水主要来自于水汽辐合,水汽的主要消耗项是局地水汽增加;在对流云区,降水主要来自于水汽辐合与局地大气变干,水汽的主要消耗过程是水凝物生成并向降水性层状云区输送.初始阶段和衰退阶段的局地大气温度变化率相对较小,成熟阶段区域平均大气冷却达到最强,区域平均大气温度变化率主要受区域平均的热辐散率与区域平均的潜热释放影响.     

Prediction of permafrost distribution on the Qinghai-Tibet Plateau in the next 50 and 100 years

The Qinghai-Tibet Plateau(QTP)has the highestand largest permafrost coverage in the low-middlelatitudes all over the world.With the progress ofChina’s Western Development,human activities areincreasing significantly on the QTP.For instance,theQinghai-Tibet Railway project started in June2001iscurrently under construction,but permafrost problemwill be one of the critical factors for the engineeringconstruction.Frost heave and permafrost settlementmay destroy engineering construction[1,2]…     

盾构机轴线方位角解算原理研究

以德国VMT公司的TMB制导系统SLS-T为例,主要解析了盾构机轴线方位角测量原理,并完整地推导了盾构机姿态参数公式。由于国外导向系统的核心原理不公开,因此本文的研究成果,为隧道施工工程技术人员深入理解激光导向系统原理以及开发国产的自动导向系统提供了理论基础。     

吉林市城市居住空间结构研究

以城市居住小区为统计单元,研究了吉林市城市居住小区的空间结构和社会结构.通过对吉林市居住小区资料的分析,归纳为5种类型:传统边缘小区、单位住宅小区、混合住宅小区、中低档商品房小区和高档商品房小区.运用密度分析法、圈层距离分析法和景观格局测度法,分析了各类居住小区的空间形态特征,归纳出目前吉林市城市居住空间的3个空间结构层次:中心城区、外围城区和城市边缘区.传统边缘小区主要分布在城市边缘区,在西部和南部边缘有较高的密度;单位住宅小区主要分布在中心城区和外围城区,地块破碎度较小;混合住宅小区数量最多,面积最大,主要分布在中心城区,外围城区也有较多分布;中低档住宅小区数量很多,分布较均匀;高档商品房小区主要分布在中心城区和外围城区交汇处的松花江沿岸,在城市边缘区没有分布.运用叠置分析法分析了吉林市城市居住空间的资源可获性,并将资源可获性划分为5个等级,其中混合住宅小区的资源可获性指数最高,传统边缘小区指数最低.通过对小区居民的调查问卷,分析了各个类别城市居住小区内居民的社会结构特征.发现小区的社会分异现象初显,居住小区内居民同质属性越来越弱,居民生活社区化明显,邻里关系淡化,老龄化特征凸显.     

一种改进的GOCE卫星几何法轨道速度确定方法

对目前常用内插方法确定GOCE卫星速度的精度进行深入分析与比较,结果表明:常规方法在GOCE几何法轨道速度确定中精度欠佳。在分析切比雪夫多项式拟合方法基本原理及算法的基础上,提出含有多余观测量的切比雪夫多项式拟合方法,该方法在获取几何法轨道速度时,通过选取合适的内插节点数,内插精度较常规方法有了很大提高,三维精度可达到0.3 mm/s。新方法能为基于GOCE卫星几何法轨道的重力场恢复提供强有力的支撑。     

两种初始场MM5模式预报效果对比评估

为了解本地MM5模式的预报性能,根据其预报结果,检验了基于NCEP和T213两种初始场MM5模式在河北以及京津地区2007年8月至2008年1月的降水、日极值温度和相对湿度的预报效果。结果表明,MM5晴雨（雪）预报的准确率较高,具有较好的参考价值,而对于降水的分级预报,随着预报时效的延长和降水强度的增加,其可用性逐渐降低,但整体来看基于NCEP初始场的预报均比T213初始场预报效果明显;在日极值温度预报中,最低温度效果优于最高温度,T213初始场的预报对日最高温度预报的准确率较高,NCEP初始场的预报则在日最低温度预报中略胜一筹;对08：00相对湿度的预报,两者的预报效果基本相同,绝对误差都在15％左右。