地理时空三向聚类分析方法的构建与实践

随着地理数据获取能力的不断提升,地理数据体量呈指数增长,数据种类、数据性质更加多元化。对数据的有效甄别和归类成为理解地理现象时空特征、演化过程和行为机制的关键。传统聚类方法面临数据体量大、维数高、质量差的挑战,加之对地理空间与时间关联分析的需求,对聚类方法改进和提升研究的要求越来越迫切。本文介绍了从单向到三向聚类构建思路的变革。单向聚类是仅在样本或属性方向上进行聚类,易忽视非常相似的局部特征、易犯“横看成岭侧成峰”的错误。双向聚类是基于数据矩阵内元素值的相似性,形成一个子矩阵分割方案,使子矩阵内元素相似度尽可能高,子矩阵间元素相似度尽可能低,从而实现行列两方向的同时聚类,避免了单向聚类的不足。鉴于双向聚类难以满足地理研究超出双向的解译需求,本文提出并研发了一个全新的三向聚类方法,给出了运用该方法开展地理时空格局过程探测的流程,总结了如何根据研究涉及的“空间—时间—尺度—属性”构建三维数据体;最后,展示了三向聚类的地理实践案例。结果表明：① 三向聚类是一种大数据时代探测地理数据时空分异规律的有效方法,可以解决数据维度高、质量低等问题;② 面对不同的地理问题,三向聚类在算法层面上是通用的,不同之处仅在于：根据不同问题涉及的空间、时间、尺度、属性的不同,构建不同的数据体;不同数据体聚类得到的不同结果回答不同的地理问题;③ 三向聚类可以实现地理数据的时空分异规律多方向、多尺度、多层次的联合解译,揭示地理特征时空尺度叠加效应。最后,论文强调根据地理问题组织数据的重要性,期待未来能够提升三向聚类在多空间尺度、多属性方面的地理研究实践。     

社区生活圈的新时间地理学研究框架

社区生活圈从居民日常活动及行为视角考察城市社区,是城市地理学和城市相关学科的研究前沿,也是中国国土空间规划体系创新的重要组成部分,以及中国城市社会可持续发展的重要抓手。伴随着流动性和信息化的不断深入,社区生活圈的主体日益多元化、社区活动和居民时空行为日益多样化、社区空间的功能与意义日益丰富化,亟需城市地理学的研究创新与实践引导。时间地理学是理解人与环境关系的社会—技术—生态综合方法,为早期基于时空行为与生活空间的社区生活圈研究提供了重要基础。新时间地理学重视家庭及其他组织企划的交互与时空组合,可为社区生活圈内个体—家庭—社区之间的复杂互动关系研究、时空行为的社会文化制约与多情境分析及模拟提供重要支撑。论文基于新时间地理学方法,从理论、方法和实证3个维度提出社区生活圈的新时间地理学研究框架,具体包括构建社区生活圈的时空行为理论,揭示社区生活圈的时空间结构;创新社区生活圈的时空行为分析和模拟方法;从社区生活圈时空行为优化、社区交往生活圈、社区安全生活圈等方面创新中国城市规划与管理等研究内容。     

PTP协议在广电时间同步网中的应用研究

随着广电行业的飞速发展,以串行数字接口(SDI)基带信号为基础技术架构的传统电视信号已经很难满足未来技术发展和业务扩展的需求．得益于现代通信技术的迅速发展以及即将到来的万物互联的5G时代,广电行业也将采用IP化技术来构建新的网络系统．处在向IP化发展的过渡期,广电IP化目前还存在一些亟待解决的问题．为了解决广电系统网络中需要更高精度的同步信号来完成时间同步的问题,本文利用精确时间协议（PTP）时间同步技术在专用以太网中完成时间同步组网,搭建了测试环境并对测试数据进行了分析．测试结果表明,相较于传统的网络时间协议（NTP）时间同步技术,输出PTP信号的准确度能够达到亚微秒量级,完全满足广电行业IP化数字电视系统时间同步信号的高精度需求．      

面向5G网络应用的精确时间同步协议测试与分析

随着5G的普及和基站建设,对基站间时间同步精度提出了更高的要求．目前,精确时间同步协议(PTP)只能达到几十纳秒,且频率分布效果差,将其结合同步以太网(SyncE)技术后可以实现网络上所有时钟的频率与时钟源同步．WR(White Rabbit)技术在PTP+SyncE的基础上加入了全数字双混频鉴相器(DDMTD),对节点间相位差进行调整补偿,消除由相位噪声长时间累积引起的不同步,动态实现了整个网络节点的时钟同步．本文分别介绍了将SyncE与PTP结合的同步方法和WR同步方法的原理及实现过程,最后构建实验平台验证同步过程,测试证明可以分别达到百皮秒和几十皮秒的抖动,同步精度分别能达到纳秒和亚纳秒级别.      

云南地区GPS基准站噪声模型分析

以云南地区陆态网27个全球定位系统(GPS)基准站在2011-2017年不同时间跨度的观测数据为例,使用赤池信息量和贝叶斯信息量估计准则(AIC/BIC)对解算结果进行分析,从而确定其最优有色噪声模型.结果表明,不同时间跨度基准站各坐标分量上噪声特性主要体现为白+闪烁噪声(WN+FN)、幂律噪声(PL)模型组合.部分基准站在北向和垂向的最优噪声模型会随着观测时间的累积而改变,PL模型所占比例有所下降,WN+FN模型所占比例有所上升.当时间跨度大于5 a时,基准站噪声模型的稳定性显著提高.随着坐标时间序列积累时长的增加,未知噪声分量出现的可能性也相应提高.     

敦煌-格尔木铁路沿线风动力环境特征

敦煌-格尔木铁路沿线地形复杂、起沙因素多变、沙源丰富,沙害问题日益严重。目前对其风沙活动规律还未有研究,不利于防沙工作的开展。为此,通过对自北向南的5个观测点（S1、S2、S3、S4、S5）风速和风向的观测、计算和分析,利用平均风速、起沙风况及输沙势对敦格铁路沿线的风动力环境特征进行研究。结果表明：S5、S4和S3的风况对铁路风沙灾害防治意义较大。S5年平均风速、起沙风频率和输沙势最大,春季风沙活动最为强烈,且风向单一、风力强劲,风沙运动方向基本与铁路垂直,沙粒易在铁路附近堆积。S4夏季风沙活动最为强烈;S3春季风沙活动最为强烈,且风向单一,S4和S3的风沙运动方向与铁路夹角小于90°,附近沙源广阔,铁路易受风沙侵蚀,阻碍交通运营。     

黄、东海陆架区悬浮体输运的时空变化规律

利用ＮＯＡＡ卫星１９９５年１月－１９９７年２月的海洋遥感资料系统的分析和研究了黄、东海陆架区悬浮体向深海输运的时间和空间变化规律,并对其动力机制进行了分析和探讨,研究结果表明,黄、东海悬浮体在１１－３月份向外海输运阶段,５－９月份则同近海为内储阶段,４月份为输变退的月份,１０月份则是退变输的月份,其中３月份黄、东海悬浮体向东海深海输运得最远,９月份则向岸退得最远;黄、东海表面悬浮体向东海的输运范围一般皆位于１００ｍ等深线以内,并很难越过黑潮水系,而输向深海的悬浮体又大都在黄海暖流的作用下回输黄海,其大部输向韩国西南海域。     

环境演变研究时间序列的建立方法评述

对环境演变时间序列建立的几种主要方法的纪年原理、应用状况及应用的优点、范围、局限性进行了阐述和比较，包括长寿命宇宙成因核素在内的同位素纪年方法主要判别第四纪以来大时间尺主的沉积物的地质年龄，且能很好地应用于全球变化的研究，但百余年来沉积物的年龄及侵蚀历史变化的研究只能通过^210Pbex、^137Cs等半衰期相对较短的核素来进行；指出^210Pbex可望在现代流域侵蚀环境演变以及其效应评价的研究中获得新的突破。     

宇宙成因核素10^Be、26^Al：原理及其地学应用

摘要：随着加速器质谱的出现,宇宙成因核素展示了其在地球科学应用中的生命力。介绍了宇宙成因核素10^Be、26^Al的生成、示踪原理及近年来在地学中的应用。宇宙成因核素是宇宙射线粒子（包括原生和次生粒子）与大气及岩石发生核反应所生成的新核素,其生成量可用已知物理过程定量描述。大气生成宇宙成因核素在考古、古环境及地球各圈层的相互作用方面得到了广泛的应用,原地生成宇宙成因核素则在地貌学研究中扮演着重要的角色,成为一门新的实验技术。定量地描述地表的暴露历史和侵蚀速率,在解决许多地质问题中成为最重要的手段。