高空基本天气系统类别自动识别与沙尘暴系统识别试验

针对大气环流形势,从天气系统的定义出发,面向气象业务MICAPS格点文件数据格式,在矢量旋转追踪法等值线分析的基础上,有序提取等值线的控制点。经过滤波、查找各等值线特性点、剔除异常点等处理,获取沙尘暴高空影响天气系统的基本节点。利用多种特征参量设计了方便可行的算法,完成了槽脊系统的数据构建、分析并确定其地理位置。通过对数据场数值结构分析,建立了确定闭合天气系统位置及其高、低性质的算法。使用Visual Basic语言,开发了相应的沙尘暴高空基本影响天气系统类别自动分析软件,为实现概念模型自动预报系统、提高沙尘暴业务预报现代化水平打下了基础。     

长江流域地下水资源特征与开发利用现状

提要:为提升对长江流域水文地质和地下水资源的认知程度,突破以往单独从地表水或地下水角度进行评价的局限性,长江流域水文地质调查工程以地球系统科学理论和水循环理论为指导,充分考虑地表水与地下水的转化关系,将水文地质单元和地表水流域有机结合,划分长江流域地下水评价单元,建立典型地下水资源评价模型,开展了新一轮长江流域地下水资...     

草原生态系统模式中参数不确定性导致的模拟结果不确定性研究

基于五变量草原生态系统理论模式,应用与参数有关的条件非线性最优扰动(CNOP-P)方法,探讨了由参数不确定性导致的草原生态系统模式模拟结果的不确定性问题。参数的不确定性可能来源于观测和（或）对物理过程描述等的不确定性。选取了五变量草原生态系统模式中具有物理意义的32个模式参数进行数值试验。试验结果表明,对所考察的32个模式参数,在一定的不确定性和给定的优化时刻范围内,单独优化每个参数所得CNOP-Ps的联合模态与同时优化32个参数所得CNOP-P的模态并不相同。比较了上述两类参数误差以及随机参数误差对草原生态系统模拟的差异。随机参数误差与上述优化方法所得参数误差的不确定性范围大小相同。数值结果表明,同时优化32个参数所得 CNOP-P 类型参数误差使得草原生态系统模拟的不确定性程度最大。这种影响表现在使得草原生态系统转变为沙漠生态系统,或者使得草原生态系统转变为具有更多生草量的草原生态系统。上述数值结果不依赖于优化时间和参数不确定性程度的大小。这些数值结果建议我们应当考虑多参数的非线性相互作用来研究草原生态系统模式模拟的不确定性问题,并且揭示出CNOP-P方法是讨论上述问题的一个有用的工具。     

论万物互联时代的地球空间信息学

随着5G/6G、云计算、物联网和人工智能等新技术的发展,人类已经进入了万物互联时代。本文探讨万物互联时代地球空间信息技术的五大特点：定位技术从GNSS和地面测量走向无所不在的定位导航定时（PNT）服务体系;遥感技术从孤立的遥感卫星走向空天地传感网络;地理信息服务从地图数据库为主走向真三维实景和数字孪生;3S集成从移动测量发展到智能机器人服务;学科研究范围从对地观测走向物联监测和对人类活动的感知。笔者基于这些特点进一步剖析新时代面临的挑战,并提出新时代地球空间信息学发展亟待解决的三大科学技术问题：测绘学科如何服务人与机器人的共同需求？遥感影像解译的机理是什么和如何突破实现技术的瓶颈？如何利用时空大数据挖掘人与自然的关系,从空间感知走向空间认知？万物互联时代的地球空间信息学,必须且完全可能为万物互联的数字地球和智慧社会做出更大的贡献！     

基于U型卷积神经网络的航空影像建筑物检测

经典的卷积神经网络结构在前向传播过程中分辨率不断下降,导致仅采用末层特征时难以实现建筑物边缘的精确分割,进而限制目标检测精度。针对该问题,提出一种基于U型卷积网络的建筑物检测方法。首先借鉴在图像分割领域中性能出色的神经网络模型U-Net的建模思想,采用对称式的网络结构融合深度网络中的高维和低维特征以恢复高保真边界;其次考虑到经典U-Net对位于特征金字塔顶层的模型参数优化程度相对不足,通过在顶层和底层两个不同尺度输出预测结果进行双重约束,进一步提升了建筑物检测精度。在覆盖范围达30 km²、建筑物目标28 000余个的航空影像数据集上的试验结果表明,本文方法的检测结果在IoU和Kappa两项关键评价指标的均值上分别达到83.7%和89.5%,优于经典U-Net模型,显著优于经典全卷积网络模型和基于人工设计特征的AdaBoost模型。     

陕西关中及周边地区近500a来初夏旱涝事件初步分析

基于华山树轮宽度差值年表重建的陕西关中及周边地区近500a来的初夏干燥指数序列,对该地区初夏极端旱涝事件及其连续旱涝变化特征进行了初步分析.区域干燥指数与Palmer指数在变化上极为相似,可用于反映该地区的旱涝变化.结果表明:该地区近500a来初夏共发生18次极端干旱事件和11次极端洪涝事件,除公元1521年与历史文献记录的旱涝事件相反,公元1513年、1574年、1675年和1945年未发现历史记录外,其余年份均能找到相应记录;近500a来初夏存在9个显著的连续偏旱期和10个显著的连续偏涝期,并以16和19世纪发生的连续旱涝事件最为频繁,而17和18世纪发生的旱涝事件相对较少,20世纪发生的干旱事件明显多于洪涝事件.     

Petrogenesis and Tectonic Implications of the Latest Cretaceous Intrusive Rocks from the Eastern Gangdese Belt, Southeast Tibet

The latest Cretaceous magmatic activity in the eastern segment of the Lhasa terrane provides important insights for tracking the magma source and geodynamic setting of the eastern Gangdese batholith, eastward of eastern Himalayan Syntaxis. Detailed petrological, geochemical and geochronological studies of the intrusive rocks (monzodiorites and granodiorites) of the eastern Gangdese batholith are presented with monzodiorites and granodiorites giving zircon U–Pb crystallization dates of 70–66 Ma and 71–66 Ma with εHf(t) values of ?4.8 to +6.2 and ?1.9 to +5.3, respectively. These rocks are metaluminous to weakly peraluminous I-type granites showing geochemically arc-related features of enrichment in LREEs and some LILEs, e.g., Rb, Th, and U, and depletion in HREEs and some HFSEs, e.g., Nb, Ta, and Ti. The rocks are interpreted to be derived from partial melting of mantle material and juvenile crust, respectively, which are proposed to be triggered by Neo-Tethyan slab rollback during northward subduction, with both experiencing ancient crustal contamination. The studied intrusive rocks formed in a transitional geodynamic setting caused by Neo-Tethyan oceanic flat subduction to slab rollback beneath the eastern Gangdese belt during the latest Cretaceous.     

西藏纳木错晚更新世以来湖面变化和湖相沉积中粘土矿物显示的环境信息

通过对西藏海拔最高、面积最大湖泊-纳木错周缘湖相沉积、湖岸堤的野外调查和湖岸阶地的水准测量,发现在纳木错沿岸拔湖48m以下,发育有6级湖岸阶地,拔湖48~139.2m发育有高位湖相沉积。湖相沉积物的同位素测年结果表明,纳木错湖泊发育与藏北高原东南部古大湖演化可划分为3个阶段:①116~37kaB.P.间的古大湖期;②37~30kaB.P.间的外流湖期;③30kaB.P.以来的纳木错期。根据纳木错晚更新世以来湖相沉积中粘土矿物的X光衍射分析结果,以及采用比值法、高岭石法和衍射峰法的研究,探讨了粘土矿物所显示的环境变化信息。粘土矿物成分变化表明,该区已具备了寒温带干旱、半干旱区的气候环境特征。为研究青藏高原的湖泊演化、气候变化、古地理变迁及其隆升过程等提供了新资料。      

内蒙古克什克腾旗五道石门基性火山岩锆石U-Pb年龄及其地质意义

内蒙古克什克腾旗五道石门水库出露一套由灰绿色玄武岩、枕状玄武岩和硅质粉砂岩组成的火山-沉积岩系。枕状玄武岩主要出露于水库大坝南岸,枕体呈不规则椭球状,长轴约0.4~1.0m,边部具有冷凝边,内部气孔和杏仁状构造较发育。镜下观察其矿物组成主要为细长条状斜长石和少量辉石,间粒结构。前人研究认为它们属于早古生代蛇绿岩,本次研究对枕状玄武岩样品进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄测试。锆石测年结果大致可分为四组,依次为262~290Ma(A组,15颗)、301~345Ma(B组,5颗)、446~572Ma(C组,6颗)和763~948Ma(D组,5颗)。其中A组锆石呈长柱状,自形,长宽比约2∶1~3∶1,Th/U值介于0.22~0.98;振荡环带较宽,体现了基性岩浆锆石的特征。15个点的谐和年龄为277±3Ma,应代表岩石的形成年龄,表明五道石门枕状玄武岩形成于早二叠世晚期,应属大石寨组。其余三组锆石多呈自形-半自形,粒状或短柱状,振荡环带较窄,且没有270~280Ma的生长边,表明可能是基性岩浆上升过程中从围岩捕获的锆石,表明五道石门玄武岩可能发育在具有晚元古-古生代基底的陆壳内,暗示早二叠世晚期本区处于板内拉张环境。五道石门枕状玄武岩曾被认为是早古生带大洋蛇绿岩,但综合我们的年代学结果和对锆石类型的分析,它应属早二叠世晚期伸展环境中基性岩浆活动的产物。     

北京、郑州和深圳三城市空气中气溶胶单颗粒特征的扫描电镜分析

分别采集北京、深圳和郑州3个城市气溶胶样品,使用场发射扫锚电镜-能谱仪观察气溶胶单颗粒的显微形貌和元素组成,并利用图像分析系统对PM2.5的粒径进行了分析。结果表明,城市气溶胶单颗粒类型以矿物颗粒、烟尘和球形颗粒(飞灰和二次粒子)为主。对比3个城市气溶胶中不同颗粒类型数量百分比发现,矿物颗粒数量最多的城市是北京,飞灰和烟尘数量最多的城市是郑州,而规则矿物颗粒数量最多的城市是深圳。3个城市气溶胶单颗粒的数量-粒径分布均呈单峰分布。深圳气溶胶中颗粒物的粒径相对较小,其次为郑州、北京。3个城市气溶胶中颗粒物来源不同程度上都受到交通污染源影响,而燃煤源对北京和郑州气溶胶中颗粒物来源影响仍然不容忽视。