天山-阿尔泰山拟南芥种群分布与环境的关系

中国的天山及其附近山脉是世界拟南芥及其近缘种的主要分布区之一。在对天山—阿尔泰山的浅山地带拟南芥生存分布多年调查的基础上,选取13个代表性样地及18个相关环境因子,研究了拟南芥种群生存分布与环境因子的关系。结果表明:双向指示种分析(TWINSPAN)将13个拟南芥样地分为4个群落类型:新疆绢蒿、新疆绢蒿—猪毛菜、新疆绢蒿—刺叶锦鸡儿—草原苔草、勿忘草—密穗雀麦—草原苔草4类,各类型对应的环境因子异质性明显。不同群落类型在去势对应分析(DCA)、主成分分析(PCA)和典范对应分析(CCA)各排序图中区分明显,与物种对应较好,与TWINSPAN分类结果基本一致。环境因子的PCA分析发现,坡向、有机质、电导率、pH、土壤含水量和有效钾(均为2个土层)是导致样地间环境异质的主要因素,且这些因子间多呈显著关联。CCA分析发现坡向、有机质、pH、电导率和土壤含水量(均为2个土层)与排序轴相关性最大,分析认为上述环境因子是决定物种分布及多样性格局的主导因子,与环境因子的PCA分析结果基本一致。研究还发现,坡向、土壤含水量(第2层)、有机质(第1层)和pH(两层)是影响各样地十字花科种数变化的主要因素,电导率(第1层)是影响...     

海南岛海风雷暴结构的数值模拟

本文利用高分辨率WRF模式对2012年7月20日发生在海南地区的一次海风雷暴过程进行模拟,探讨了海南岛复杂地形下海风雷暴的结构、发展演变过程及其触发机制.结果表明,海南岛北部向内陆传播的海风与南部受地形阻挡的海风相遇后会形成海风辐合带,辐合带能影响当地的散度和涡旋特征,为雷暴的发生发展提供有利的动力和热力学条件.海南岛受热带海洋的影响较大,当地的水汽条件和对流潜势长期保持着有利于对流发展的状态,自由对流高度始终处于较低的位置,一旦海风辐合带来的抬升运动克服对流抑制到达自由对流高度后,对流就能自主地发展起来,所以单纯的海风辐合也常常能触发当地的强雷暴.雷暴发生发展过程中对流参数存在明显的变化,其演变曲线的突变位置对雷暴的发生有一定的指示作用.海南岛的海风雷暴过程与当地的复杂地形密切相关,地形的动力阻挡作用影响着低层海风的辐合以及对流的发展.     

Delineating floodplain and upland areas for hydrologic models: a comparison of methods

A spatially distributed representation of basin hydrology and transport processes in hydrologic models facilitates the identification of critical source areas and the placement of management and conservation measures. Floodplains are critical landscape features that differ from neighbouring uplands in terms of their hydrological processes and functions. Accordingly, an important step in watershed modelling is the representation of floodplain and upland areas within a watershed. The aim of this study is (1) to evaluate four floodplain–upland delineation methods that use readily available topographic data (topographic wetness index, slope position, uniform flood stage, and variable flood stage) with regard to their suitability for hydrological models and (2) to introduce an evaluation scheme for the delineated landscape units. The methods are tested in three U.S. watersheds ranging in size from 334 to 629 km² with different climatic, hydrological, and geomorphological characteristics. Evaluation of the landscape delineation methods includes visual comparisons, error matrices (i.e. cross‐tabulations of delineated vs reference data), and geometric accuracy metrics. Reference data were obtained from the Soil Survey Geographic (SSURGO) database and Federal Emergency Management Agency (FEMA) flood maps. Results suggest that the slope position and the variable flood stage method work very well in all three watersheds. Overall percentages of floodplain and upland areas allocated correctly were obtained by comparing delineated and reference data. Values range from 83 to 93% for the slope position and from 80 to 95% for the variable flood stage method. Future studies will incorporate these two floodplain–upland delineation methods into the subwatershed‐based hydrologic model Soil and Water Assessment Tool (SWAT) to improve the representation of hydrological processes within floodplain and upland areas. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于多维度声学特征优选的多波束海底底质分类

海底表层底质分布信息的准确获取在构建海洋基础地理数据库中发挥着重要作用。目前,多波束是实现大范围海底底质分类的有效手段之一,基于多波束测深和反向散射强度数据所派生的声学特征被广泛应用于底质分类建模。然而,随着特征维度的增加,特征空间中存在的无关和冗余特征严重影响底质分类精度。为了定量评估声学特征对底质类别的表征能力,并消除无效特征对分类结果的干扰,本文提出了基于多维度声学特征优选的海底底质分类方法。首先,结合实际底质样本的物理属性对多维特征进行排序和优选,排除冗余和无关特征。其次,分别应用支持向量机、随机森林和深度信念网络构建海底底质监督分类模型。通过利用爱尔兰海南部多波束调查数据和实地取样信息进行试验,结果表明提出方法对海底底质的总体分类精度和Kappa系数分别最高达到了86.20%和0.834,相较于主成分分析和熵指标特征选择方法有明显提高,突出了该方法在海底底质探测及制图的应用潜力。     

裂陷盆地基底双界面模式二维重力反演

裂陷盆地基底的起伏表现为非光滑的几何形态,传统的重力反演结果并不能很好地反映这种特点.此外,大多数情况下,重力观测面并不位于盆地上界面,应为单独的起伏观测面,盆地应为上界面和基底组成的双界面模式.基于此,本文研究了起伏观测面上裂陷盆地基底双界面模式二维重力反演方法.研究中假设沉积盆地的沉积层与基底的密度差随深度按双曲线规律变化.将沉积盆地的沉积层剖分成相邻的垂直柱体,其水平尺寸是已知的,顶面与沉积层上界面重合,底面深度代表基底的深度,即为要反演的参数.反演中引入全变差函数作为盆地模型的约束,使得反演结果呈现非光滑形态,符合裂陷盆地基底特征.为减小反演多解性,引入已知深度点作为约束.建立由重力数据拟合、已知深度约束及全变差函数组成的目标函数,采用非线性共轭梯度算法使目标函数最小化.模型试算结果表明该方法可反演裂陷盆地基底起伏,并通过调整正则化参数的值可反演坳陷盆地基底起伏.将该反演方法用于珠江口盆地惠州凹陷和运城-临汾裂陷盆地实际资料处理,其结果较好地反映了裂陷盆地基底起伏特征,为研究盆地构造、油气勘探等提供重要参考.     

大地电磁场三维地形影响的矢量有限元数值模拟

地形对大地电磁场的影响规律研究对于实际大地电磁测深反演解释具有重要的意义。基于矢量有限元法进行了大地电磁三维地形响应数值模拟。首先与二维地形模拟结果比较,验证了算法的正确性;接着,分别对1个山峰地形和1个山谷地形进行了模拟;最后,比较了二维模拟与三维模拟结果。结果表明：三维阻抗张量的Z_xy模式和Z_yx模式都会受到地形影响;用二维地形模拟结果去近似三维地形响应,二维TE模式与真实三维响应结果差别很大,TM模式接近真实三维响应结果;如采用二维反演处理带地形的三维MT数据,TM极化模式反演更为合理。     

古诗词文本的空间信息解析与可视化分析

解析文学作品中的空间信息并进行空间可视化分析,为文学研究提供了一个新的视角,对于理解文学作品具有重要的参考价值。本文尝试利用2类方法解析古诗词文本空间信息,即“基于古今地名关系的明确定位法”和“方位推测定位、近似替代定位、时空推测定位等近似地名定位方法”;设计了能表达古诗词作者、诗词文本、诗词地名和相关地理空间信息的数据库,以唐李白诗词为例,收集诗词967首,对其中563首的创作地、所描述的地名或景观进行了空间定位,初步建成了诗词地理数据库。在GIS中,对于李白诗词创作的地点、诗词中描述的地名及作者联想到的地名等位置信息进行地理制图,并归纳分析其空间分布特征,能清晰展现李白的创作空间和诗词文本表征的空间分布格局。研究表明：应用GIS技术对文学作品进行空间分析是可行的,从地理空间视角研究古诗词等文学作品具有重要价值。     

地形对包兰铁路沙坡头段防护体系的影响

选择沙坡头铁路防护体系典型断面,利用野外风场观测与风洞模拟,讨论地形在道路防沙体系中的作用。结果表明,防护体系前沿栅栏沙丘下风向10倍沙丘高度的水平范围内,地表摩阻风速通常小于临界值;风速递减系数随防护距离的增大而增大,地形倾斜和起伏对贴地层风力减弱的贡献占防护体系风速削弱程度的43%。自流沙区至铁路路基,潜在输沙率迅速波动降低,其中地形变化使得防护体系内潜在输沙率降低50%以上。这表明,地形是沙坡头铁路防护体系发挥卓越功能的重要因素,栅栏沙丘已成为防护体系的重要构成部分。     

基于Java/Java 3D的地层3维建模与可视化

利用Java 3D技术建立一个地层可视化3维建模系统,实现地层3维模型漫游、旋转、剖切等功能,并以某地区地下水资源调查评价中采集的地质钻孔数据为例,验证该系统的有效性。该系统将不仅为地下水模型的3维实体建模提供理论支持,而且将推动WebGIS在地下水模型中的应用。     

矿区开采损害评价WebGIS系统研究

分析了基于ArcIMS开发WebGIS系统的关键问题,提出了基于ArcIMS开发矿区开采损害评价WebGIS系统的总体方案,给出了系统客户端和服务器端的详细设计方案,并就系统核心功能的实现给出了具体的技术方法。建立矿区开采损害评价WebGIS系统,实现开采沉陷灾害的实时评价、监控和预测预报,对于指导矿山生产具有重要的意义。