An Extended Minimum Spanning Tree method for characterizing local urban patterns

Detailed and precise information on urban building patterns is essential for urban design, landscape evaluation, social analyses and urban environmental studies. Although a broad range of studies on the extraction of urban building patterns has been conducted, few studies simultaneously considered the spatial proximity relations and morphological properties at a building-unit level. In this study, we present a simple and novel graph-theoretic approach, Extended Minimum Spanning Tree (EMST), to describe and characterize local building patterns at building-unit level for large urban areas. Building objects with abundant two-dimensional and three-dimensional building characteristics are first delineated and derived from building footprint data and high-resolution Light Detection and Ranging data. Then, we propose the EMST approach to represent and describe both the spatial proximity relations and building characteristics. Furthermore, the EMST groups the building objects into different locally connected subsets by applying the Gestalt theory-based graph partition method. Based on the graph partition results, our EMST method then assesses the characteristics of each building to discover local patterns by employing the spatial autocorrelation analysis and homogeneity index. We apply the proposed method to the Staten Island in New York City and successfully extracted and differentiated various local building patterns in the study area. The results demonstrate that the EMST is an effective data structure for understanding local building patterns from both geographic and perceptual perspectives. Our method holds great potential for identifying local urban patterns and provides comprehensive and essential information for urban planning and management.     

北印度洋-南海季风区热带海洋极端波候变化特征

利用1979—2016年ERA-Interim有效波高（SWH）和海表风场数据,分析了南海-北印度洋极端海浪场分布和变化.结果表明：南海-北印度洋极端SWH分布和极端风速分布形态以及年际变化趋势高度一致,说明了涌浪为主的北印度洋和风浪为主的南海一样,极端SWH都由局地的极端风速控制;强极端SWH主要分布在阿拉伯海以及南海北部,阿拉伯海北部增长与该区域气旋强度增强有着密切关系,而南海的极端SWH主要受东北季风控制;东非沿岸极端SWH线性增长趋势则与索马里急流的年代际尺度上有逐渐增强的线性趋势有关.北印度洋及南海海域极端SWH距平场的EOF分析结果表明,南海极端SWH与北印度洋表现出反相变化的特征.北印度洋（南海海域）极端SWH多出现在西南季风（东北季风）期间,因为在西南季风（东北季风）期间,极端风速也相对增强.     

Python在FY 2G定量业务产品自动可视化中的应用

利用Python语言实现了每日对CMACast下发的最新风云二号G星(FY-2G)云导风(AMV)和射出长波辐射(OLR)两个定量业务产品的实时自动解码和可视化出图,并与国家卫星气象中心下发的卫星天气应用平台(SWAP)的显示进行了对比。结果表明:两者显示一致。在显示所有AMV文件风矢量数据的前提下,本文可视化产品较目前版本SWAP的显示更为疏密均匀,没有出现重叠现象;Python出图自带的高洛德(Gouraud)明暗处理渲染方式则在对OLR格点产品可视化显示中提供了一种更为平滑,细腻的方法。利用本研究方法对风云二号卫星定量产品进行可视化具备自动化和视觉美观的特点,值得在基层气象部门业务中推广。     

吉林省最高最低气温非对称变化时空演变特征

利用吉林省45个气象站1970-2014年逐日的最高、最低气温资料,分析吉林省最高、最低气温不对称变化在年、季尺度上的时空演变特征。采用经验模态分解法(EMD)分解年、季最高、最低气温序列,分析变化趋势。结果表明:近45年年平均最高、最低气温均呈增加趋势,且最低气温增幅是最高气温的两倍。四季的最高、最低气温变化形式与年变化一致;不同地区之间最高气温的增幅差异不大,最低气温增幅存在一定区别,东部最低气温增幅小于中、西部。相对稳定的增温区出现在西部和中部,不同季节的增温幅度不同,春、夏要强于秋、冬。经验模态分解(EMD)结果显示吉林省年平均最高、最低气温均为增加趋势,而春、冬季中最高气温趋势分量的倾向率与原始序列不同,为负值。夏、秋季中最高气温及四季中最低气温趋势分量序列与原始数据序列的倾向率一致,均为正值但大小存在差异。     

基于逐时资料的黄山雾凇特征及气象条件分析

利用2004—2016年黄山气象站逐日、逐时地面气象观测资料分析了雾凇的时间分布特征及气象条件。结果表明:(1)黄山年平均雾凇日61.6d,年份之间差异明显;雾凇初日主要在11月,终日主要在3—4月;连续雾凇日数多在3～4d,占40%,各年均出现了连续雾凇日数≥10d的情况。(2)雾凇出现在10月至次年4月,其中12月至次年3月雾凇日数占89.8%;月平均雾凇日数与月平均气温呈显著负相关。雾凇还存在一定的日变化,08:00—09:00最多,18:00最少。(3)逐日资料统计表明,适宜雾凇出现的气象条件是雾日且日平均气温在-8～2℃之间、平均相对湿度≥80%、平均风速2～9m/s。(4)逐时资料统计表明,雾凇的形成主要受气温影响,雾凇形成前需7h以上的累计低温(≤0℃),适宜雾凇形成的气象条件是有雾且气温在-6～1℃之间,湿度≥95%,风速2～11m/s,较好地反映了雾凇形成的临界气象条件。     

浙江省台风报告单自动化制作发布系统设计与实现

目前浙江省气象台的台风报告单制作系统自动化程度低,需要大量手工输入,越来越不能满足现代化天气业务和服务的需求。以浙江省台精细化格点化预报数据为依托,结合数据库系统,将各功能模块整合,设计开发出新一代浙江省台风报告单自动化制作发布系统。新系统可对Word文档进行模块化处理,依据客观化转化规则自动生成文本文字,并自动插入各类必要的图片,从而大大提高了工作效率,减小了出错率。     

省级气象云资源管理平台设计与应用

基于OpenStack架构建立省级云资源管理平台,通过整合省级各类硬件资源,将计算、存储、网络等硬件资源纳入统一资源池管理,在此基础上将省级原有的多套虚拟化系统软硬件资源纳入平台统一管理。平台投入使用后资源有效利用率大幅提升,实现硬件资源动态、弹性、可回收利用,能够更好地为各业务部门提供硬件资源服务。通过接管省级VMware、OS等虚拟化系统,平台可以根据业务需求快速部署交付业务系统,大幅提高对气象业务的服务和支撑能力,提高了系统运维的水平和效率。该平台的建成和应用对省级云计算发展和应用具有示范、服务、探索等多重作用,特别是对带动省级信息化建设进入新阶段,探寻省级新的信息化建设模式具有现实意义。     

区域旅游生态效率实证分析——以海南省为例

基于旅游碳足迹、生态效率、旅游经济效应等理论,构建了旅游生态效率模型,在定量计算海南省2012年旅游生态效率值的基础上,对旅游生态效率区域差异进行了成因机制分析。主要结论有：① 海南省2012年旅游交通生态效率为0.898元/kg,旅游住宿生态效率为7.13元/kg,旅游活动生态效率为16.32元/kg,旅游综合生态效率为1.787元/kg,旅游活动和旅游住宿的生态效率值大于旅游交通生态效率值。② 在出行距离既定的情况下,优化旅游生态效率的措施在于：提高人均消费水平、延长平均停留时间、增加平均参与活动频次,即“短距离、长停留、高消费”的市场模式有利于优化旅游生态效率,反之,“长距离、短停留、低消费”的市场模式则拉低了旅游生态效率值。③ 海南省旅游者外部交通平均距离较大、乘坐飞机旅游者比例较高、旅游收入统计值低于实际值等原因叠加起来使其旅游生态效率水平略次于部分旅游地。     

新型城镇化背景下中国城乡统筹的理论与实践问题

城乡统筹问题是当代中国社会经济发展的综合性课题,随着新型城镇化的提出,许多省市的城乡关系都面临复杂的困境,而新型城镇化与城乡统筹发展关系实践不仅是解决农业、农村、农民问题的重要途径,还是推动区域协调发展的强劲动力和扩大内需及促进产业升级的重要抓手。新型城镇化与城乡统筹具有内在的共同点,因此在新型城镇化背景下,分析两者在实践过程中共同存在的生态环境、人口流动、产业布局、城市空间利用以及土地制度等存在的问题具有重要的理论和现实意义。提出了 树立资源节约型的城乡统筹理念、确立健康城市化的城乡统筹方向、从区域空间角度认识城乡统筹问题、 着力解决城乡统筹的土地问题等观点,并指出了新型城镇化背景下城乡统筹主要优化方向：优化重点区域发展、优化空间布局形态、优化集群产业结构、优化发展美好环境、优化市场导向机制。     

冰力学参数的超声波测试研究

利用非线性高能超声测试设备及超声波(纵波、横波)波速与物体力学参数的关系,对人造冰样进行了冰样力学参数(杨氏模量、泊松比、剪切模量、体积模量)随温度变化的研究。通过MATLAB进行所测数据曲线拟合,得到超声波波速在人造冰样中随温度的变化规律,进而由理论公式推导所测人造冰样力学参数随温度的变化规律。结果表明:冰样中超声波波速随温度降低而升高,冰样的杨氏模量、泊松比、剪切模量、体积模量也都随温度降低而升高。本研究有助于超声波检测法在冰样物理力学性质测量中的应用,为开展南极冰盖、海冰以及终年冻土等力学及流动特性研究提供理论模型和实验数据。