基于空间抽样的上海市GlobeLand302020数据精度评估

针对上海GlobeLand302020土地覆盖产品,应用顾及空间异质性的类别-异质性分层抽样方法进行抽样,将研究区各地图类别划分为匀质区和异质区子类,按照内曼分配方法布设验证样本,在研究区域内抽取2500个验证像素,并参考同时期多源Google Earth高分遥感影像数据进行样本判读,获得参考分类即真实类别信息,对区域...     

Influence of random heterogeneity of the friction angle on bearing capacity factor Nγ

ABSTRACT

Probabilistic methods in geotechnical engineering have received a lot of attention during the last decade and different methodologies are used to capture the inherent variability of soil in different geotechnical engineering problems. In this paper, numerical simulations are conducted to obtain the bearing capacity factor, N_γ, for a purely frictional heterogenous soil where the friction angle is modelled as randomly distributed throughout the domain and the effect of its spatial variability on N_γ is investigated. A finite element method, based on the upper bound limit analysis was combined with random field theory and linear programming to develop a probabilistic analysis. Monte Carlo simulations were performed and the effect of the variability of the friction angle defined by statistical parameters on the bearing capacity factor was investigated. Results show that the mean bearing capacity factor N_γ of a footing on a spatially variable cohesionless soil is generally higher than the deterministic N_γ obtained from a constant mean value. Increasing the heterogeneity of the friction angle by an increase in the coefficient of variation generally increases this deviation. This can be explained by the nonlinearity of the relationship between N_γ and the friction angle.     

Spatial heterogeneity and temporal dynamics of soil water tension in a mature Norway spruce stand

In ecosystem research great effort is made in measuring soil water tension, because this is a critical calibration variable for modelling soil water fluxes. In this paper the spatial heterogeneity and temporal dynamics of soil tensions and their consequences for the determination of water fluxes are investigated. Studies were carried out at a Norway spruce stand in the Fichtelgebirge (NE Bavaria). Standard tensiometers were installed at three soil depths (20 each) on the whole experimental plot, as well as 45 microtensiometers as a dense grid in a small soil pit. Microtensiometry at the centimetre scale showed that, depending on rain intensity and initial soil water tension, even a soil without discernible macrostructure may show preferential water infiltration. At the stand scale the variability of soil hydraulic properties and tree root distribution causes substantial heterogeneity of soil water tension, as observed by standard tensiometers. A functional relationship between increasing spatial heterogeneity of tensiometer readings and increasing soil water tension was found, which was particularly pronounced after longer dry periods. Also at low soil water tension, where spatial heterogeneity was low, the calculation of water fluxes from tensiometer values was critical, owing to the fact that small differences in measuring soil water tension resulted in big differences in calculated water fluxes. At high soil water tension in summer the spatial heterogeneity of tensiometer readings was extremely high. At our experimental site, since 30% of the total rain in summer falls in events having a precipitation rate greater than 5 mm h⁻¹, preferential water and solute flow was an important phenomenon. We conclude that the validation of calculated water fluxes using measured soil water tension at the stand scale is not an appropriate tool, because of measurement difficulties, considerable spatial heterogeneity, especially in dry periods, and the great variability of soil hydraulic properties. © 1998 John Wiley & Sons, Ltd.     

南京市土地利用强度指数异质性研究

以南京市江宁区和溧水县为例,利用半方差变异函数和分形维数对研究区两个时段的土地利用强度指数进行了空间变异特征分析。研究表明:变异函数基台值的增加和变程的下降说明从1988年到2001年研究区建筑用地急剧增加,打破了土地利用强度在空间范围内的平稳性。2001年与1988年相比,研究区空间结构比例较高,表明城市化过程中土地利用状况仍主要受客观地形等结构性因素影响,存在着明显的集聚效应;同时2001年分形维数也较高,表明其空间变异性较为剧烈,此时人的干扰情况较为复杂,呈现明显异质性。研究同时表明对土地利用强度指数进行空间异质性分析能挖掘出更多的土地利用信息。     

陕北东部延长气区上古生界储层测井属性特征分析

通过岩心分析、测井资料综合解释和试井分析等手段,研究了陕北东部气区上古生界砂岩储层测井属性特征。研究区上古生界储层存在石英砂岩与长石砂岩两种类型,对应测井属性特征及其物性参数之间的关系、测井解释模型等均存在明显差异。针对岩屑砂岩渗透率约束困难的问题,提出了应用声波-自然电位曲线重叠图幅度以及不同探测范围电阻率曲线之间的幅度关系,综合反映砂岩储层渗透率及其变化特征的方法,进而分析了储层含气性的测井属性特征。     

基于网络的地震灾情信息时-空分布规律及启示

以美国地质调查局基于网络的社区烈度调查系统（＂Did You Feel It？＂）1998—2008年给出的美国1510次有感地震灾情信息数据为数据源,经统计分析,初步得出地震灾情信息的时-空分布规律。我们认为利用此规律,可为地震应急灾情快速识别与评估提供一定的理论支持。     

油气储层流动单元研究综述

流动单元是垂向及横向上连续的、影响流体流动的、岩石物理性质相似的储集岩体。其概念的内涵大体经历了从沉积相单元到岩石相单元再到岩石物理相单元等不同阶段,流动单元的划分体现了定量描述和评价油气储集层非均质性的新思路和新方法。划分流动单元的新方法具体包括：①根据断层、隔层、夹层、渗透率韵律、层理、裂缝、孔隙结构等控制流动单元边界的成因分类法;②沉积岩相划分法;③以地质研究为主的储层层次分析法;④利用流动层段指标（FZI）、压汞曲线上进汞饱和度达35g时的孔喉半径（Rss）等参数值的岩石微观孔隙结构法;⑤利用渗流系数、存储系数、净与毛厚度比的分类法;⑥利用振幅、波阻抗属性的地震属性分析法。其中前3种以宏观地质、沉积岩相及岩石方法为主;第4,5种方法以微观、定量的岩石物理参数为主要依据;第6种基本上属于间接方法。根据储层流动单元法建立的三维储层非均质模型为油田开发提供了新的可靠的地质依据。     

含水层非均质结构的马尔可夫链地质统计方法及应用

针对含水层非均质性对地下水流动和溶质运移模拟的准确性有着重要的影响,但非均质性的刻画十分困难的问题,介绍了马尔可夫转移概率理论方法及其在含水层非均质结构研究中的应用,利用Walther定律建立了三维马尔可夫链,并将该方法用于研究位于山西省介休市龙凤河冲积扇岩相的空间分布规律.结果表明该地区细颗粒具有在垂直方向上向上沉积、水平方向上向外沉积的趋势,细颗粒岩相与粗颗粒岩相之间的关联性强而粗颗粒岩相之间的关联性差.该方法的缺点在于Walther定律的应用可能会增加不确定性.     

景观生态区划的理论研究

景观生态系统由多个层次水平的等级体系所组成, 在不同的时间和空间尺度中, 其结构与 功能具有不同的相互依存关系, 区划的概念有助于整合景观的等级性并厘清复杂性。本研究在景 观生态学格局、过程、功能研究的基础上, 结合综合自然地理区划、生态区划、生态经济区划、农业 区划等相关研究的成果,探讨了景观生态区划应依循的原则、内容及区划等级系统, 指出景观生 态区划不仅强调景观水平方向上的空间异质性, 还必须综合景观单元的过程关联和功能统一性。 同时以生态系统完整性原则为核心制定了开展景观生态区划需遵循的等级性、多尺度性、发生一 致性、格局与功能依存性、功能协调性以及界线完整性等原则。在其指导下, 重点讨论了景观生态 区划过程中涉及的方法论构建、景观生态分析与评价、景观生态区划体系构建等研究内容。最后, 通过比较了景观生态区划与自然区划、生态区划以及经济区划之间的异同,提出了不同尺度下景 观生态区划理论的应用方向。     

太湖水体遥感反演参数的空间异质性

空间异质性的存在,会导致水质参数遥感反演中的尺度效应,影响反演精度,因此通过分析水质参数空间异质性,对于选择适当分辨率的遥感影像,提高反演精度具有重要意义.通过2008年10月在太湖布置的3个样方,利用GIS地统计学原理和分形维数的方法,对水质遥感反演中的三要素浓度,包括叶绿素a(Chl.a)、总悬浮物(TSM)和溶解有机碳(DOC)的空间异质性及其可能产生的尺度效应进行了研究.结果表明:太湖水体的三要素浓度在不同样方单元中变异系数相差较大,存在着明显的尺度效应;三个样方内Chl.a变异函数曲线斜率在变程范围内变化都较为剧烈,分形维数较高,说明太湖水体Chl.a受到某种起主导作用的生态过程的影响和控制;Chl.a和TSM的空间结构比例都在90%左右,有较强的空间相关性,表明其空间异质性的产生主要是由于结构性因素引起的,随机性因素作用微弱;DOC空间结构比例较小,说明随机性因素对其空间异质性的产生起了主导作用.三个样方中Chl.a的变程分别为147.3m、129.3m和115.0m,TSM的变程分别为1131.7m、130.6m、149.1m,因此在遥感反演中可选择TM影像,选择5×5窗口,以150m×150m作为基本单元;而DOC的变程分别为34.3m、38.5m、26.4m,表明其自相关距离较小,建议直接选择分辨率为30m的TM影像,使实际测量值与遥感影像最小单元相对应,消除反演过程中的尺度效应带来的误差.该研究也表明,MODIS的像元尺寸(250、500、1000m)明显偏大,在太湖水体三要素反演过程中,由于空间异质性引起的尺度效应,会造成一定的误差.