Aerosol Type Identification Using PARASOL Multichannel Polarized Data

PARASOL （Polarization ＆ Anisotropy of Reflectances for Atmospheric Sciences coupled with Ob- servations from a Lidar） multi-channel and mul- ti-directional polarized data for different aerosol types were compared. The PARASOL polarized radiance data at 490 nm, 670 nm, and 865 nm increased with aerosol optical thickness （AOT） for fine-mode aerosols; however, the polarized radiances at 490 nm and 670 nm decreased as AOT increased for coarse dust aerosols. Thus, the vari- ation of the polarized radiance with AOT can be used to identify fine or coarse particle-dominated aerosols. Polar- ized radiances at three wavelengths for fine- and coarse-mode aerosols were analyzed and fitted by linear regression. The slope of the line for 670 nm and 490 nm wavelength pairs is less than 0.35 for dust aerosols. However, the value for fine-mode aerosols is greater than 0.60. The Support Vector Machine method （SVM） based on 12 vector features was used to discriminate clear sky, coarse dust aerosols, fine-mode aerosols, and cloud. Two cases were given and validated by AErosol RObotic NETwork （AERONET） measurements, MODIS （Mod- erate Resolution Imaging Spectroradiometer） FMF （Fine Mode Fraction at 550 nm） images, PARASOL RGB （Red Green Blue） images, and CALIOP （Cloud-Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization） VFM （Vertical Feature Mask） data.     

Statistical Downscaling of FGOALS-s2 Projected Precipitation in Eastern China

A statistical regression downscaling method was used to project future changes in precipitation over eastern China based on Phase 5 of the Coupled Model Intercomparison Project （CMIPS） the Representative Concentration Pathway （RCP） scenarios simulated by the second spectral version of the Flexible Global Ocean- Atmosphere-Land System （FGOALS-s2） model. Our val- idation results show that the downscaled time series agree well with the present observed precipitation in terms of both the annual mean and the seasonal cycle. The regres- sion models built from the historical data are then used to generate future projections. The results show that the en- hanced land-sea thermal contrast strengthens both the subtropical anticyclone over the western Pacific and the east Asian summer monsoon flow under both RCPs. However, the trend of precipitation in response to warming over the 21 st century are different across eastern Chi- na under different RCPs. The area to the north of 32°N is likely to experience an increase in annual mean precipitation, while for the area between 23°N and 32°N mean precipitation is projected to decrease slightly over this century under RCP8.5. The change difference between scenarios mainly exists in the middle and late century. The land-sea thermal contrast and the associated east Asian summer monsoon flow are stronger, such that precipitation increases more, at higher latitudes under RCP8.5 compared to under RCP4.5. For the region south of 32°N, rainfall is projected to increase slightly under RCP4.5 but decrease under RCP8.5 in the late century. At the high resolution of 5 km, our statistically downscaled results for projected precipitation can be used to force hydrological models to project hydrological processes, which will be of great benefit to regional water planning and management.     

海底双相随机介质声反射的SVM神经网络分类识别研究

考虑海底沉积介质为双相介质,为了更好地模拟实际海底底质的不均匀性,将随机介质理论引入双相介质理论。首先,通过基于随机-双相介质理论的高阶有限差分数值技术模拟计算海底底质分别为泥质砂、泥、泥质砾时的地震反射波信号。然后利用小波变换分别求取不同底质的一次反射波的包络作为其特征向量,最后利用基于粒子群智能算法优化的支持向量机神经网络对这些反射波信号进行分类识别。为了进一步考察所用方法的抗噪能力,对正演得到的海底底质反射波信号分别加入10%、30%、50%的高斯白噪音之后再进行分类,支持向量机仍然取得了较好的分类预测效果。基于上述正演模拟及分类识别方法的论证,提出了一套行之有效的微机软件模拟海底沉积物分类识别的一般化流程,这将有利于开展海底沉积物反射特征的进一步研究。     

模糊支持向量机和变化矢量分析相结合的矿区土地覆盖变化检测

针对目前土地覆盖变化检测常用的方法存在不同程度的误差累积,夸大了变化区域,提出模糊支持向量机(FSVM)和变化矢量分析(CVA)相结合的土地覆盖检测方法。以某矿区2004年和2008年两期的CBERS遥感影像进行了试验。结果表明,植被大幅减少,其他地类都有不同程度的增加,主要是由于开采规模和产量提升所致。通过与常规的其他两类方法比较发现,本文方法的总体精度、Kappa系数、漏检误差和虚检误差分别为92.67%、0.892 7%、5.79%、7.31%,比其他两种方法有较大提高,能够提供较全面的变化类别和准确信息,可以有效地应用于矿区土地覆盖动态监测。     

通过软硬变化检测识别冬小麦

提出一种软硬变化检测的作物识别方法 SHLUCD(Soft and Hard Land Use/Cover Change Detection Method)。该方法利用多期遥感影像能够有效表达作物的生长物候特征,以达到在离散变化区(即纯净像元区,包括完全转换成作物的突变区域和非作物区域)和连续变化区(即渐变区,混合像元区,是部分转化为作物的区域)准确进行作物的识别。在北京市选择一个研究区,以冬小麦为研究对象,选用2011年10月6日(播种期)和2012年4月16日(拔节期)两期环境减灾1号卫星影像,分别采用硬变化检测方法 HLUCD(Hard Land Use/Cover Change Detection Method)、软变化检测方法 SLUCD(Soft Land Use/Cover Change Detection Method)和SHLUCD进行冬小麦的识别。实验结果表明:在不同尺度窗口下,SHLUCD较传统方法表现出较明显的优势,具有更低的均方根误差RMSE(SHLUCD为[0.14,0.07],HLUCD为[0.15,0.07],SLUCD为[0.16,0.08])和偏差bias(SHLUCD为-0.0008,HLUCD为-0.007,SLUCD为0.014)和更高的决定系数R2(SHLUCD为[0.68,0.86],HLUCD为[0.62,0.86],SLUCD为[0.60,0.86])。针对冬小麦突变区域、冬小麦渐变区域和非冬小麦区域分别进行评价,表明SHLUCD识别精度接近各区最佳的识别方法,进一步验证了SHLUCD的灵活性和适用性。SHLUCD方法在离散变化区能够通过土地覆盖类型状态变化来有效地识别出冬小麦,在连续变化区可识别出土地覆盖的状态变化程度定量表达冬小麦的丰度,是其他作物多时相遥感变化检测的前期实验基础。     

面向对象规则和支持向量机的天宫一号高光谱影像分类

传统的高光谱分类方法通常基于单一像元的光谱或纹理特征,很少考虑地物空间结构信息与空间相关特征.本文将面向对象规则与基于像元的分类进行融合,利用对象的空间结构特征和光谱特征进行混合分类,旨在克服像元层次分类的不足.本文尝试性的提出了两种混合分类方法:(1)基于分形网络演化的多尺度分割支持向量机分类(2)基于多层分水岭分割的SVM分类,并将这两种方法应用到天宫一号高光谱数据上.结果表明:基于面向对象规则的混合分类方法有效地提高了分类精度,不仅能够改善同谱异物现象,而且解决分类结果中地物破碎的问题.     

松嫩平原东部浅层地下水水化学特征及水质评价

针对松嫩平原东部浅层地下水环境特征及存在的问题,利用该区地下水水质检测数据进行了水化学特征分析,利用1983年、1993年、2003年及2012年四个时段的地下水水质资料进行了对比分析,水质出现了明显的变化,在此基础上采用支持向量机法进行了水质现状评价。结果表明:第四系潜水及承压水中Fe、Mn含量较高,总硬度最大值1321.12mg/L,溶解性总固体最大值2214.45mg/L,水化学类型均为矿化度不大于1.5g/L的HCO3-Ca型水。NO3-、NH4+、Cl-、SO42-的含量呈现逐年增加的趋势,同时也出现了原来没有的酚、Cr6+等有毒物质。潜水Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类水样点占总样本的12.03%,Ⅳ、Ⅴ类水占总样本的87.97%。承压水Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类水占总样本的10.83%,Ⅳ、Ⅴ类水占总样本的89.17%。该方法评价结果与综合指数法结果一致率达95%,因此,评价结果可为该区水资源管理提供科学指导。     

基于最小支持的2.5维直流电阻率正则化反演研究

地球物理反问题存在多解性和不稳定性,正则化是得到稳定解的重要手段之一,正则化方法中稳定因子的设计与正则化因子的选择是两项重要研究内容。稳定因子的主要功能是对模型的解空间进行限制,以减少多解性,求得稳定解;为更好的定位地下目标体,研究工作采用了最小支持稳定因子,并给出了统一表达形式。正则化因子在模型误差与数据误差之间起到平衡作用,研究工作在＂L曲线法＂自动选取正则化因子的基础上,提出一种修正的计算正则化因子算法。以2.5维直流电阻率为例,运用非线性共轭梯度法,进行了试算研究,结果表明了修正的＂L曲线法＂算法快速、稳定,最小支持稳定因子具有较好的聚焦特性,有利于实现陡变边界反演。     

“雷霆扫毒”对贩卖毒品犯罪的影响及后续时空分布变化——以ZG市主城区为例

贩卖毒品是实现毒品犯罪经济利益的重要环节,是危害最为严重的毒品犯罪类型之一。现有研究主要关注毒品犯罪与建成环境之间的关系,没有顾及打击后贩卖毒品犯罪空间转移现象以及影响因素的变化。本文基于日常活动理论、犯罪模式理论和社会解组理论,以中国ZG市主城区为例,融合多源时空数据,分别对2013年8月开始的“雷霆扫毒”前后的贩卖毒品犯罪构建负二项回归模型,分析微观尺度下半公共空间、室外公共空间和室内私人空间对贩卖毒品犯罪影响的变化。研究发现“雷霆扫毒”行动后：① 贩卖毒品犯罪案件数量显著下降;② 半公共空间对贩卖毒品犯罪的影响作用减弱;③ 室外公共空间对贩卖毒品犯罪影响作用增强,室内私人空间对贩卖毒品犯罪的影响上升。结果表明：“雷霆扫毒”专项行动开展后一年,贩卖毒品犯罪的“主阵地”发生变化,由城市半公共空间逐渐向室外公共空间和室内私人空间转移。特别的是,“雷霆扫毒”对大毒枭及贩毒团伙的打击成效突出,促使2014年贩毒案件大幅度下降,实现了专项行动开展的目的。后续一系列专项行动进一步提升了对贩卖毒品犯罪的发现和查处能力,显示出专项行动对打击隐性犯罪的明显效果。研究表明公安执法部门必须对毒品贩卖犯罪进行持续的、有针对性的打击,对发生地的变动进行定期的监控,不能一蹴而就。