面向过程的时空数据模型研究

根据近20年来时空数据模型的研究现状、存在问题及其原因剖析,以连续渐变地理实体的表达、组织和存储为研究对象,提出面向过程的时空数据模型。根据连续渐变地理实体的内在特性,将其分级抽象为过程对象系列,进一步探讨过程对象及过程对象间逻辑关系,并设计其UML模型结构及物理存储结构。通过抽象的过程对象隐式地记录地理实体动态变化机制,及自定义的过程对象存储表提供演变机制的函数接口模式,实现连续渐变地理实体的过程化组织、存储与动态分析。最后,以海洋数据的过程化组织与分析为例,构建时空过程模型原型系统(海洋过程对象—关系数据库系统与功能分析平台),验证和评价该模型的实用性。     

自组织网络在遥感土地覆盖分类中应用研究

设计完成和比较了自组织网络的几种算法在遥感土地覆盖分类中的应用,结果表明非监督和监督学习结合方法进行遥感土地覆盖分类,各算法在分类性能上无显著差异,因此可采用算法和较简单的单竞争学习网络,根据最邻近原则进行非参数分类。     

阿拉斯加输油管的设计和施工方式方案变更过程及其背后的原因和哲学思想

阿拉斯加输油管道公司曾经研发和使用了3种主要施工方案和技术:传统地埋式、特殊埋设和地上敷设方式.在传统地埋式施工方案中,管顶埋深变化于0.9~2.7 m.这主要是考虑了地形变化,而不是沿途的岩性和土壤类型.在特殊埋设方案中,在原油管道必须埋设的地段,如大规模动物迁徙常用地段则使用通道冷液循环降(保)温系统和(或)热管(桩)降(保)温,来保护多年冻土.地上敷设方案包括桩基架设和地上洁净砾石管堤(垫护层).后者只在管道进入和离开多年冻土时采用.架设桩基横梁方案中使用有或没有热管保温的垂直支架梁(单元)(VSM).在初步规划和设计阶段,管道的业主公司(即横穿阿拉斯加管道系统,或TAPS)和随后的阿拉斯加管道服务公司(APSC)不容商量的坚决要求100%的埋设方案.但是,随着勘察工作的进展和设计方案的细化,施工设计方案在不断变化.1977年管道施工结束时,只有57%的管道采用了埋设方式.管道运行30 a后的今天(考虑运行期间维护中所产生的问题),很多经验丰富的工程师认为53%的埋设可能更合理.设计和施工方案变更的原因主要有:1)为了获得通过联邦政府所属的土地所需的许可证,政府有特殊的规定和要求;2)管道公司的设计、施工和管理人员进行了现场野外调查、研究,并积极参与了详细设计和研发;3)美国环境政策法案(NEPA)的最新要求(启用了核准制).阿拉斯加管道服务公司是7家主要石油公司的服务机构.由于这个项目的巨大规模和所涉及的高昂费用,致使各大石油公司的工程师非同寻常程度的参与.在文章中,笔者论述了与阿拉斯加管道施工有关的阿拉斯加管道服务公司、美国联邦和阿拉斯加州政府相关组织机构的形成历史,管道设计演变过程及其背后的哲学思想,以及阿拉斯加管道工程项目的经验和教训.     

中国科学院地质研究所的成立与中央地质调查所的传承

1913年成立的中央地质调查所（成立时称农商部地质调查所）是中国建立的第一个国家级科研机构,代表了中国现代科学的起始,在中国现代科学发展史上具有举足轻重的地位。在它成立后的几十年间,中央地质调查所在区域地质调查、矿产资源勘查、大地构造学、地震学、土壤学、古生物与古人类学等众多领域,取得了一系列举世瞩目的学术成就,是民国时期我国最享有国际声誉的研究单位。1951年,中央地质调查所被正式改组为中国科学院地质研究所。根据当时新中国地质工作"一元化"的要求,原中央研究院地质研究所和原国民政府资源委员会矿产测勘处的部分地质研究人员也一同并入该研究所,使其成为当时我国最大的地质研究机构。1952年6月开始,刚成立不久的中国科学院地质研究所的科技人员开始分流。首先是研究所的古生物研究人员分流到新成立的中国科学院古生物研究所（即现在的中国科学院南京地质古生物研究所）,它是在原中央研究院地质研究所基础上成立的。1952年9月,研究所土壤研究室扩充建设为中国科学院土壤研究所。1952年底左右,因新中国大规模经济建设的需求,大批科技人员分流到刚成立的地质部及所属的地质勘探队。从这一脉络可以看出,中国科学院地质研究所是中央地质调查所的传承和延续,而学术界大多认为中央地质调查所已于解放初期解体或撤销的观点与史实并不相符。     

浅海覆盖区金矿勘查技术方法组合探讨——以胶东三山岛北东浅海区找矿勘查为例

在浅海覆盖区,常规的地质找矿工作开展难度较大,并缺少有效的技术方法,限制了浅海区找矿勘查工作。本文以三山岛北东浅海地区找矿勘查为例,采用重力测量+高精度磁法剖面测量+地震剖面测量+浅钻取样化探剖面测量+钻探的勘查技术方法组合,解译并控制了浅海覆盖区控矿构造,发现了金矿体。结果表明该技术方法在浅海覆盖区找矿勘查的有效性,对浅海覆盖区找矿勘查具有一定的参考价值。     

胶东半岛地下水库水资源调蓄研究

胶东半岛是山东省的缺水地区,建设地下水库是提高该区水资源供应能力和改善生态环境的有效措施。该文系统分析了在胶东半岛建设地下水库的可行性及其水资源和生态环境意义,认为该区建设地下水库可大幅度提高水资源调蓄能力,解除海水入侵之患,生态环境得以逐步改善,其水资源效益、环境效益十分明显。     

基于家庭的购物行为时、空间决策模型及其应用

基于家庭的购物行为决策的概念模型,利用2007年北京市活动日志调查的第一手数据,建立购物出发时间决策和购物目的地决策的条件Logit模型,并探讨其在相关政策评估和预测上的应用。结果发现:家庭内部相互作用和决策层面要素对购物时、空间决策的影响比较显著;早晚高峰出行的人群具有不同的社会经济属性和购物行为属性;居民休息日的购物活动集中在离家6km以内或者高密度的商业中心;影响购物目的地选择的因素更多是购物地距离,而非商业密度。通过模拟发现,土地混合利用的政策可能会增加高峰期的交通拥挤程度,而商业设施分散布局可能更有利于城市交通状况的改善和居民日常生活质量的提升。     

中国大陆地磁场Z 分量日变幅的时空特征分析

通过分析中国大陆76个地磁台站2008年1月1日至2010年12月31日地磁场Z分量日变幅的时空特征,得到结论如下:①在时间上,回归分析和傅里叶分析结果表明,所有台站地磁Z分量的日变幅均有明显的周期性变化,周期主要有365天、183天、122天、73天等,其中365天的周期振幅最大(即年周期)。②空间上,地磁场Z分量日变幅随纬度整体呈非线性变化,在25°N附近存在拐点(极大值点),在15°～25°N,日变幅随纬度的增加而增加,在25°～50°N,Z的日变幅随纬度的增加而减小。③通过地磁场Z分量日变幅时空分布与等效电流对比,结果显示地磁场Z分量日变幅的时空变化特征主要是由等效电流的时空演化决定的。④若粗略地把地磁场Z分量日变幅最大值所处的纬度视为等效电流的焦点所在的纬度,则焦点所在纬度夏季最高,春秋季次之,冬季最低,逐日焦点变化最大可达10°。     

Contrasting regional discharge evolutions in the Amazon basin (1974–2004)

Former hydrological studies in the Amazon Basin generally describe annual discharge variability on the main stem. However, the downstream Amazon River only represents the mean state of the Amazonian hydrological system. This study therefore uses a new data set including daily discharge in 18 sub-basins to analyze the variability of regional extremes in the Amazon basin, after recalling the diversity of the hydrological annual cycles within the Amazon basin. Several statistical tests are applied in order to detect trends and breaks in the time series. We show that during the 1974–2004 period, the stability of the mean discharge on the main stem in Óbidos is explained by opposite regional features that principally involve Andean rivers: a decrease in the low stage runoff, particularly important in the southern regions, and an increase in the high stage runoff in the northwestern region. Both features are observed from the beginning of the nineties. These features are also observed in smaller meridian sub-basins in Peru and Bolivia. Moreover we show that the changes in discharge extremes are related to the regional pluriannual rainfall variability and the associated atmospheric circulation as well as to tropical large-scale climatic indicators.     

Buoyancy and The Sensible Heat Flux Budget Within Dense Canopies

In contrast to atmospheric surface-layer (ASL) turbulence, a linear relationship between turbulent heat fluxes (F_T) and vertical gradients of mean air temperature within canopies is frustrated by numerous factors, including local variation in heat sources and sinks and large-scale eddy motion whose signature is often linked with the ejection-sweep cycle. Furthermore, how atmospheric stability modifies such a relationship remains poorly understood, especially in stable canopy flows. To date, no explicit model exists for relating F_T to the mean air temperature gradient, buoyancy, and the statistical properties of the ejection-sweep cycle within the canopy volume. Using third-order cumulant expansion methods (CEM) and the heat flux budget equation, a “diagnostic” analytical relationship that links ejections and sweeps and the sensible heat flux for a wide range of atmospheric stability classes is derived. Closure model assumptions that relate scalar dissipation rates with sensible heat flux, and the validity of CEM in linking ejections and sweeps with the triple scalar-velocity correlations, were tested for a mixed hardwood forest in Lavarone, Italy. We showed that when the heat sources (S_T) and F_T have the same sign (i.e. the canopy is heating and sensible heat flux is positive), sweeps dominate the sensible heat flux. Conversely, if S_T and F_T are opposite in sign, standard gradient-diffusion closure model predict that ejections must dominate the sensible heat flux.