中国西北干旱区降雪和极端降雪变化特征及未来趋势

降雪是中国西北干旱区水文系统中关键的组成要素, 同时也是对气候变化极为敏感的因子。利用中国西北干旱区的89个气象站点逐日气象资料结合IPCC-CMIP5气候情景数据, 研究了该区域降雪和极端降雪的时空变化特征, 并分析了其对气候变化的响应机理及未来变化趋势。结果表明： 1971—2010年, 我国西北干旱区年降雪量显著增加, 但降雪次数却明显减少; 年极端降雪发生次数占总降雪次数的比例不足3%, 但其对年降雪量的平均贡献可达1/4, 且极端降雪量和发生次数的增加是近40年西北干旱区降雪总量增加的主要原因。极端降雪发生时的气温要比非极端降雪发生时的气温平均高3.3 ℃; 当气温在1 ℃以下, 降雪强度随气温升高而增大, 该变化特征基本符合克劳修斯-克拉伯龙方程理论, 气候变暖是导致极端降雪显著增加的主要原因。在RCP4.5气候情景下, 我国西北干旱区未来年降雪次数将大幅减少, 年降雪量将在（2040±5）年前后达到峰值随后下降, 年极端降雪量和发生次数预计（2060±5）年左右达到峰值; 相比基准期, 2050s西北干旱区所有站点的年降雪发生次数都将明显减少, 区域平均年降雪量将减少5%, 而年极端降雪量和发生次数有微弱的增加, 分别增加约2%和4%。     

基于投影寻踪模型的镶黄旗水资源承载力评价及其在水源调配中的应用

镶黄旗属于典型的半干旱牧区,部分地区水资源供给已无法满足其经济发展需求,急需在水资源承载力评价的基础上规划水源调配方案。依据镶黄旗水资源利用特点构建了承载力评价指标体系,并基于投影寻踪模型作评价。投影特征值计算显示,全旗水资源承载力整体较弱,各分区中,以新宝拉格镇最弱,翁贡乌拉苏木稍好。最佳投影方向识别出地下水开发程度、人口密度、人均水资源占有量、单位GDP耗水量、生态用水率是对承载力影响较大的指标。根据承载力评价结果,制定了从翁贡乌拉苏木阿日宝拉格水源地调水至新宝拉格镇的水源调配方案,有助于缓解新宝拉格镇及宝格达苏木的供水压力。本成果可为镶黄旗水资源规划提供科学依据,也可为其它类似地区的水资源管理提供参考。     

高光谱影像特征提取序贯投影寻踪方法

高光谱影像特征提取涉及高维数据处理难题,必须寻求一种高效的数据处理方法,实现高维数据的降维处理。为提高数据处理效率,应用投影寻踪理论和算法,提出了一种改进的序贯投影寻踪方法,用于高光谱影像特征提取。重点给出了序贯投影寻踪的实现过程,并利用高光谱数据进行了地物分类试验。结果表明,改进的序贯投影寻踪方法可以在保证分类精度的前提下,大幅提高数据处理效率。     

关于倾斜坑道地质编录方法的讨论

从倾斜坑道编录入手,推出用压平法编录一般坑道素描图的壁、顶的画法要点,并建立数学模型。     

境外多源地质专题图数据应用方法研究

境外多源地质专题图数据源,主要是来自公开出版物购买、网站下载以及国际合作交流时收集到的地质专题图件.通过利用ArcGIS软件,按照中国地质调查局编制的《全球地质矿产数据库建设指南》要求,应用数据库技术将境外多源地质专题图数据进行有效的管理和应用.本文就利用ArcGIS软件,对境外多源地质专题图数据应用中的数据格式转换、地图投影、地理配准、空间校正等几个关键问题进行了探讨和研究.     

用ArcGIS实现利用1/20万地质图编绘1/25万区域地震构造图的方法

1/25万区域地震构造图是城市活断层探测工作的成果图件之一。目前各城市的1/25万区域地震构造图多是在已有的1/20万地质图的基础上编绘出来的,由于目前可收集到的纸制1/20万地质图均是北京54坐标系统下的图件,而《中国地震活动断层探测技术系统技术规程》要求的1/25万区域地震构造图是西安80坐标系下的图件。文中介绍了用ArcGIS软件实现利用1/20万地质图编绘1/25万区域地震构造图的方法     

独立成分分析的高光谱异常变化检测

遥感探测到的小目标信号一般是弱信号,利用传统的高光谱异常变化检测方法直接抑制背景来突出异常变化目标,往往导致小目标弱信号同时被抑制,造成目标探测率低、虚警率高。基于独立成分分析方法,研究了弱信号小目标的高光谱变化检测模型,该模型首先通过投影寻踪将异常变化影像投影到独立成分,突出异常变化目标,然后再抑制背景,从而达到异常变化目标和背景的有效分离。该模型可以有效降低虚警率,提高探测率。利用模拟数据和真实数据进行了精度验证,结果表明,利用模拟数据得到的探测精度为99%,利用真实数据得到的检测精度为86%,与传统异常变化检测算法相比,精度最高提高了9%。本文研究方法适用于弱信号小目标的高光谱异常变化检测。     

一种优化的航空重力测量测线交叉点算法

针对目前航空重力测量数据处理中常规搜索方法存在搜索速度慢、正确率低、适用范围窄的不足,该文提出一种滑动窗口求解法。该方法以主测线点为搜索中心,采用一定大小的搜索半径对主副测线点进行搜索,将搜索到的主副测线上相邻两点组成线段序列,运用行列式法、投影法、面积法3种判断准则精确求取交叉点及不符值。通过实际算例,从搜索时间和正确率两方面对滑动窗口求解算法进行了讨论分析。结果表明,该文所提方法简单有效,能明显提高测线交叉点搜索效率,减少工作量。     

基于CMIP6多模式集合的未来中国风功率预估

实现我国2060年“碳中和”目标,需要大力发展包括风能在内的清洁能源,然而气候变化给未来风资源利用带来较大的不确定性。本文利用人工神经网络(Artificial Neural Network,ANN)算法对16个CMIP6气候模式风速数据进行逐一订正,在此基础上预估21世纪30、60年代以及21世纪末这3个不同年代在低(SSP1-2.6)和高(SSP5-8.5)排放情景下中国风功率较当代的变化。结果表明,ANN算法使CMIP6气候模式均方根误差平均降低(39.93％±9.57％),并使多模式集合平均与观测的相关系数从0.56增加到0.83,更好地再现了中国当代风速的空间分布和季节变化。在此基础上,预估的21世纪60年代(2050—2064年)风功率密度在两种情景下分别减少了(1.01±0.94) W·m^-2(2.62％±2.27％)和(1.11±1.45) W·m^-2(1.90％±2.51％)。时间上,春季作为风能密度最大的季节,两种排放情景下风功率分别减少了(1.16±1.14) W·m^-2和(1.43±1.58) W·m^-2。空间上,中国东南部风功率密度在SSP1-2.6情景下降(0.56±0.53) W·m^-2,而SSP5-8.5情景下上升(0.40±0.29) W·m^-2。近期(2025—2039年)全国平均风功率密度在两种情景下分别减少了(0.52±0.83) W·m^-2和(0.54±1.02) W·m^-2,而长期(2085—2099年)风功率密度分别减小了(0.98±1.17) W·m^-2和(1.83±1.17) W·m^-2。利用极度梯度提升(XGB)算法订正CMIP6数据的预估变化量级偏小但趋势一致,表明随着全球变暖幅度的增加,我国风功率降低的趋势将更加显著。     

基于多区域模式集合的中国西部干旱区极端温度未来预估

利用CORDEX-EA计划11个区域模式模拟结果,集合预估了中国西部干旱区16个极端温度指数未来的变化趋势及空间分布。结果表明:1)区域模式基本上能够再现近30 a西部干旱区极端温度的空间分布。2)多模式集合预估的西部干旱区21世纪中期霜冻日数(FD)和冰封日数(ID)呈现显著的下降趋势,而热夜日数(TR)和夏季日数(SU)则呈现明显的上升趋势。3)未来异常暖昼持续指数(WSDI)和生长期(GSL)呈现增加趋势,异常冷昼持续指数(CSDI)和日较差(DTR)则呈现下降趋势。4)未来气候增温导致冷昼日数(TX90p)、暖夜日数(TN90p)增加,而暖昼日数(TX10p)和冷夜日数(TN10p)减少。5)未来月最高温度极大值(TXx)、月最低温度极大值(TNx)、月最高温度极小值(TXn)和月最低温度极小值(TNn)都呈现增加的趋势。因此,西部干旱区未来发生极端低温事件的概率减小,发生极端高温事件的概率则会增大,但不同的极端温度指数变化的空间分布并不均一,存在明显的区域差异。