时空遥感云计算平台PIE-Engine Studio的研究与应用

随着遥感大数据时代的到来,为快速处理和分析海量遥感数据,国内外涌现了众多遥感云计算平台,使得全球尺度、长时间序列遥感数据的快速分析和应用成为可能。本文在分析国内外遥感云计算平台现状的基础上,针对大数据时代国内缺少功能完备的遥感云计算平台,且国外遥感云计算平台对国产卫星数据支持不足等问题,基于容器云技术,构建了包含国产卫星数据且集数据、算力和技术于一体的时空遥感云计算平台PIE（Pixel Information Expert）-Engine Studio,实现了脚本驱动的遥感数据的按需获取以及海量数据的快速处理。采用Landsat 8数据,以生长季植被指数NDVI（Normalized Difference Vegetation Index）的计算为例,对比了本平台与GEE（Google Earth Engine）的数据处理能力。结果表明,由于计算资源的限制,本平台的计算和导出时间均比GEE稍长,但计算结果的空间分布一致,其中近68%的值均分布在（0.48,0.77）,且二者差值的95.33%集中在（-0.13,0.13）,结果较为可信。因此,本文构建的基于共享、开放的中国自主遥感云计算平台PIE-Engine Studio,可为地球科学领域的研究提供数据和算力支持,将有助于推进中国遥感云计算平台的发展进程,推动国产卫星数据在云计算平台上的应用。     

呼和浩特市大青山山前倾斜平原地质环境问题形成机理研究

长期地下水超采,导致呼和浩特市大青山山前倾斜平原浅层地下水疏干,深层承压水水位持续下降,局部地区承压水转为无压水等地质环境问题。利用呼和浩特市城区地下水开采量资料、地下水位动态监测资料以及呼和浩特市水文气象数据,结合该市城市社会经济发展状况,通过自然因素和人为影响两个方面对其地质环境问题产生机理进行总结分析。山前倾斜平原含水层结构的特殊性及自然条件的改变为呼和浩特市地质环境问题的发生提供了可能;承压水开采量的增大及山前侧向径流补给的减少是地质环境问题的发生的决定性因素;双层结构承压水对浅层水的山前侧向径流补给的袭夺,加速了大青山山前地质环境问题的形成和发展。     

云南澜沧老厂隐伏花岗斑岩体地球化学特征及构造环境

详细阐述了老厂隐伏花岗斑岩的地球化学特征,利用图解判别了其形成的构造环境,并初步探讨其成因机制。老厂花岗斑岩SiO2含量(68.09%~73.48%)与中国花岗岩平均值基本相当,富碱(Na2O+K2O为7.73%~8.51%),富钾(K2O/Na2O为1.85~25.8),属酸性偏铝质高钾钙碱性系列岩浆岩。轻稀土元素中等富集,重稀土元素相对亏损,(La/Yb)N=12.01~24.85,δEu=0.79~0.99(为弱负异常),稀土元素分布曲线为平滑的右倾曲线。通过花岗斑岩地球化学特征、图解判别、锆石标型特征等的综合研究,认为老厂隐伏花岗斑岩体是以壳源为主的壳幔源混合成因花岗斑岩,形成于青藏高原新生代碰撞造山主碰撞阶段区域挤压机制下的主碰撞构造环境。碰撞激发深部地幔局部熔融,使熔融体沿穿透性构造发育的早期裂谷带轴部上涌,成为构造-岩浆-热事件的主要驱动力;地幔物质涌入,向下地壳注入新生物质,诱发下地壳物质熔融,形成壳幔混合源富钾含矿岩浆。     

长江流域水资源、灾害及水环境状况初步分析

长江是我国第一、世界第三大河流,发源于青藏高原,全长6300多公里,流域面积180×104km²,占中国陆地面积的1/5。长江及其流域不仅以其不可替代的自然资源优势和其他江河无法比拟的区位优势,在我国国民经济和社会发展中扮演着举足轻重的角色,特别是约占全国的36%、拥有9616×10⁸m³的年径流量(为黄河的20倍),是我国最重要的水源地。这不仅对长江流域资源优势的发挥和缓解我国北方地区日趋严重的水资源短缺问题至关重要,而且对全国的可持续发展也将产生深远影响。然而,在长江流域大规模开发及经济快速发展的同时,人类活动与自然规律的负面效应相互叠加,导致了流域环境的生态调节和自我恢复功能大幅降低,引起了日趋严重的水环境退化、洪涝灾害威胁加剧等问题。文章首先对长江流域水资源的重要性及其作用做了分析,肯定了其丰富的资源和重要的战略地位,该流域在占全国不足18%的土地上,集中了40%以上的人口及国民生产总值,而且其经济地位有进一步上升的趋势,在水量及水能的蕴藏上,全流域湖泊面积达10323km²,占我国淡水湖泊总面积的37.2%,水能蕴藏总计达2.7×10⁸kW。另外,对长江流域日趋严重灾害及水环境问题做了探讨,尤其中游的洪水、淤积以及随着经济发     

塔克拉玛干沙漠腹地第四纪地层划分与环境变迁

通过塔中地区KT1孔和KT2孔井下第四纪地质测试研究，首次揭示出：塔克拉玛干沙漠腹地在深度653.80m以上，沉积物可划分42层，基本属于第四系。第四系下限初步定在761.17m深处。第四纪以来的气候演化大体有过3次大的气候波动和13个较大气候波动旋回。沉积环境早更新世为河湖相泛滥平原；中更新世以洼地湖泊相沉积为主，同时明显加入了风沙环境堆积，沙漠开始形成；从中更新世晚期开始，经晚更新世到新世，沙漠大规模形成，并逐步发展成今日的大沙漠景观。     

冻土工程与环境研究的新进展——第八届国际冻土工程会议回顾

2009年10月在西安召开第八届国际冻土工程会议, 就冻土地区工程设计与建设、季节冻土区工程冻害防治、冻土物理力学特性、 模型发展及其应用、寒区气候、环境及冷生变化、多年冻土水文学、寒区水资源和土地应用等主要议题进行了广泛交流, 报告了近年来冻土工程与环境研究方面的一些新进展. 从冻土工程设计、施工和评价、普通冻土研究、冻土的物理力学性质、冻土模型发展及应用、 气候变化及冰冻圈环境等方面对该次会议交流的成果进行了总结. 与会研究者认为今后的研究一方面要加强理论研究、工程措施机理研究;另一方面要加强寒区环境对气候变化的响应及反馈、以及环境变化与冻土工程措施之间的相互作用研究.     

A parallel dynamic programming algorithm for multi-reservoir system optimization

This paper develops a parallel dynamic programming algorithm to optimize the joint operation of a multi-reservoir system. First, a multi-dimensional dynamic programming (DP) model is formulated for a multi-reservoir system. Second, the DP algorithm is parallelized using a peer-to-peer parallel paradigm. The parallelization is based on the distributed memory architecture and the message passing interface (MPI) protocol. We consider both the distributed computing and distributed computer memory in the parallelization. The parallel paradigm aims at reducing the computation time as well as alleviating the computer memory requirement associated with running a multi-dimensional DP model. Next, we test the parallel DP algorithm on the classic, benchmark four-reservoir problem on a high-performance computing (HPC) system with up to 350 cores. Results indicate that the parallel DP algorithm exhibits good performance in parallel efficiency; the parallel DP algorithm is scalable and will not be restricted by the number of cores. Finally, the parallel DP algorithm is applied to a real-world, five-reservoir system in China. The results demonstrate the parallel efficiency and practical utility of the proposed methodology.     

黄、东海陆架2011年秋季活体浮游有孔虫生态分布

现代活体浮游有孔虫的生态研究是其古环境重建应用的重要基础。根据黄、东海陆架2011年秋季采集的20个垂直浮游拖网样品,分析了该海域浮游有孔虫的秋季生态分布特征。结果表明,黄海秋季基本上没有浮游有孔虫的出现。东海共发现13种活体浮游有孔虫,主要优势属种依次为Globigerinoides sacculifer、Pulleniatina obliquiloculata、Globigerina bulloides、Neogloboquadrina dutertrei和Globigerinoides ruber。浮游有孔虫丰度整体上呈现东南高,西北低的分布格局,这种分布格局反映了浮游有孔虫在黄、东海陆架区的分布主要受外海水影响强弱控制。浮游有孔虫主要属种在东海陆架呈现明显的区域分布差异:暖水种G. sacculifer是秋季陆架海区的主要优势种,其分布格局与总丰度基本一致,相对含量从南至北、从东至西逐渐降低,主要受区域表层海水温度变化的控制。G. bulloides与G. sacculifer呈相反的含量分布变化,其高含量主要出现在东海中陆架,从北往南逐渐降低,此外,在闽浙沿岸也有较高含量,表明了温度和生产力是影响G. bulloides在黄、东海陆架分布的主要因素。秋季P. obliquiloculata和N. dutertrei的高含量主要出现在东海南部中陆架区和济州岛西南黄海暖流影响区,可能受暖水与生产力的共同制约。     

PPGIS在城市规划决策中的应用

在介绍PPGIS概念的基础上,给出了基于PPGIS城市规划决策系统的框架,分析了基于元数据的分布式空间数据库的数据组织方式,提出了公众参与城市规划决策系统中公众冲突的解决机制,并在传统适宜性分析模型的基础上建立了公众参与的适宜性分析模型。     

川西汉旺地区雷口坡组四段风暴岩特征及地质意义

通过野外实测剖面和镜下薄片观察,川西汉旺地区雷口坡组四段发育典型的风暴岩,具有底冲刷—充填构造、风暴砾屑层、菊花构造和丘状交错层理等典型风暴沉积标志。根据该风暴岩岩性、沉积位置、沉积标志组合特征,共识别出三种风暴沉积序列类型:1)序列Ⅰ由侵蚀底面及砾屑段、粒序段组成,代表靠近风暴浪基面附近的台前缓斜坡下部环境; 2)序列Ⅱ由侵蚀底面及砾屑段、粒序段、平行纹层段、丘状纹层段组成,代表靠近正常浪基面附近的台前缓斜坡上部环境; 3)序列Ⅲ由粒序段、平行纹层段组成,代表台地边缘环境。风暴层序自下而上的沉积演化为:台前缓斜坡下部—台前缓斜坡上部—台地边缘,整体为一个向上变浅的沉积序列。