Study and application of an improved four-dimensional variational assimilation system based on the physical-space statistical analysis for the South China Sea

The four-dimensional variational assimilation (4D-Var) has been widely used in meteorological and oceanographic data assimilation. This method is usually implemented in the model space, known as primal approach (P4D-Var). Alternatively, physical space analysis system (4D-PSAS) is proposed to reduce the computation cost, in which the 4D-Var problem is solved in physical space (i.e., observation space). In this study, the conjugate gradient (CG) algorithm, implemented in the 4D-PSAS system is evaluated and it is found that the non-monotonic change of the gradient norm of 4D-PSAS cost function causes artificial oscillations of cost function in the iteration process. The reason of non-monotonic variation of gradient norm in 4D-PSAS is then analyzed. In order to overcome the non-monotonic variation of gradient norm, a new algorithm, Minimum Residual (MINRES) algorithm, is implemented in the process of assimilation iteration in this study. Our experimental results show that the improved 4D-PSAS with the MINRES algorithm guarantees the monotonic reduction of gradient norm of cost function, greatly improves the convergence properties of 4D-PSAS as well, and significantly restrains the numerical noises associated with the traditional 4D-PSAS system.     

基于小波分析的水位观测气压效应研究

为研究水位气压效应的主要特征, 采用广西南宁石埠、 九塘两个台站的水位、 气压观测资料, 利用小波分析、 交叉小波分析、 小波相干分析方法在时间-频率空间内对二者的周期特征以及二者的相关特征进行了分析。 结果表明: 水位观测数据的显著周期为7.8~14.7 h, 气压观测数据的显著周期为7.8~14.7 h和17.5~27.8 h; 水位和气压存在7.8~14.7 h尺度的共振周期; 水位和气压在较宽的周期尺度上存在着显著的相关性, 且水位和气压的相关系数随周期和时间变化, 二者的相对相位角也因周期的不同而存在差异。     

Gottfried Konecny:the ambassador of photogrammetry and remote sensing for 75 years

A 90th birthday would be a milestone celebration for any person,but exceptionally rare if the person is still active after 75 years of working and serving the photogrammetric and remote sensing communities worldwide.This unprecedented career is the motivation to reflect on the technological developments of the past 75 years in the light of Gottfried Konecny's lifetime achievements.I started to get to know Gottfried not long before he officially retired from the Institute for Photogrammetry and Engineering Surveys in 1998.Furthermore,I was not even born when he,as a young and talented scholar supported by the Fulbright Scholarship from the US Government,arrived at the Ohio State University(OSU),which has been my professional home for three decades.In the second half of Gottfried's 75-year career,the technological changes have been phenomenal,and,furthermore,shown an accelerating trend in the past few years.It is absolutely remarkable how Gottfried has been able to keep up with these rapid changes and advancing technologies and exploits them for mapping and,in general,for all the users of the geospatial field at large.Additionally,his open-minded and kind personality has been always a major plus to his technical skills and experiences,and ultimately helped him assist many colleagues to advance their careers,and along the way developed and increased the use of geospatial data and systems in support of many countries worldwide.     

基于国土空间自然适宜性的三类空间划分方法——以湖南省为例

为满足国土空间规划的需求,从自然条件、管理制度构建了建设用地、耕地适宜性评价的禁止性指标和限制性指标。评价中,首先定性分析区域内具体指标对农业、建设等不同功能的限制性,对生态极重要或极敏感区、水域等禁止性指标"一票否决",然后设定不同的指标等级分值、权重,进行综合打分,限制性指标以分值(0~100,分数越高,表示限制性越低,适宜性越高)和权重对国土空间开发适宜性进行限制。结合生态重要性和敏感性评价,以GIS技术为基础,比较同一地块生态、农业、建设适宜性等级,按三者中等级最高的确定空间类型,如果适宜性等级相同,则根据地块的具体资源环境属性、土地利用现状确定空间类型,结合生态系统完整性、农业现代化需求等调整优化生态、农业、建设三类空间。以湖南省为例进行了实证研究,划分建设开发空间20.22%,农业开发空间30.3%,生态保护空间49.48%。     

湖南省铀矿床类型、成矿系列成矿谱系与找矿新进展

本文在《中南铀矿地质志》、《中国矿产地质志·湖南卷铀矿》的基础上,系统梳理湖南铀矿勘查和科研成果,总结了湖南铀矿成矿规律。将湖南铀矿床划分为热液型、海相沉积型、陆相沉积型等3大类4类10个亚类。总结了铀矿时空分布特点,成矿地质背景和同位素年龄表明,控岩控盆控矿构造与岩浆、火山和热液活动集中发生在晚白垩世至古近纪,主成矿期为晚白垩世;重要铀矿床均分布在中新生代断陷盆地周边及盆地中,区域上铀成矿受铀独特的地球化学性质和统一的区域构造演化特定时期陆内裂谷阶段或区域断陷盆地阶段的制约,反映了铀区域成矿作用内在的时空统一性。厘定了湖南省内以铀为特色的矿床成矿系列,共划分2个成矿系列组合,7个成矿系列,8个成矿亚系列;衡阳盆地以铀为特色的矿床成矿系列的复合,是本次研究的重要成果,有助于揭示铀区域成矿作用内在的时空统一性;分析了铀成矿演化特征,构建了铀成矿谱系。近年来,应用成矿系列理论在重点铀成矿区开展找铀和关键矿产的综合找矿,取得重要找矿成果,建立了金银寨式、鹿井式等13个铀矿矿床式。提出在重点铀成矿区主攻热液型中大型铀矿床的同时,要重视大吨位岩体型铀矿(斑岩型、白岗岩型、花岗伟晶岩型)的找矿探索工作以及铀成矿区关键矿产的综合找矿和第二找矿空间的探索,在新元古代江南造山带可关注白岗岩型和花岗伟晶岩型铀矿,在扬子陆块与华夏陆块的结合带可重点探索斑岩型铀矿和火山岩型铀矿。以上成果有利于深化对铀、关键矿产区域成矿规律的认识,为今后铀矿勘查、综合找矿和科研工作提供指导与借鉴。     

我国城市地下空间安全问题探讨

随着我国城市地下空间大规模开发利用,地下空间施工、运营和管理过程中的安全事故不断发生,严重影响了城市的安全发展。本文总结了我国城市地下空间安全现状和不同地下空间设施类型的安全事故类型及产生原因,对地下空间施工、运营和管理中的安全问题进行了分析,重点分析了不同施工工艺诱发的各类地质灾害,不同类型的地质环境因素诱发的工程事故,地下空间运营期间结构老化、外部地质环境变化引起的安全问题,地下空间管理不到位导致的安全事故,并提出从管理和技术层面、监管层面、法律层面等多维度的防治建议,即：需要完善地下空间管理技术体系,建立完整的行政管理机构,健全城市地下空间法律法规。     

基于尺度空间的角反射器车载SAR影像坐标定位

确定角反射器（CR）在SAR影像中的高精度影像坐标是合成孔径雷达影像（SAR）几何校正、辐射校正和形变检测等研究的基础。本文提出了一种基于尺度空间的角反射器车载SAR影像坐标定位方法。通过对仿真数据和车载SAR影像数据的角反射器进行定位试验,验证了该方法的可行性和稳定性;并与使用地面控制点几何纠正后的角反射器定位结果进行对比,验证了该方法满足子像素级定位精度的需要,且无需地面控制点。     

利用时空立方体挖掘小微地震时空演变模式

挖掘分析小微地震的时空演变模式,可为地震灾害的分析与预报提供辅助决策参考。本文以四川地区的地震监测数据为基础,利用时空立方体融合地震点的空间、时间与属性数据,基于时空热点统计分析方法挖掘小微地震的时空冷热点分布模式。试验结果表明：在试验数据的时域内,四川地区小微地震的热点模式主要表现为连续热点、逐渐减少热点和振荡热点。冷点模式主要是连续冷点,且冷点覆盖范围比热点覆盖范围广。基于时空立方体的时空热点分析方法能够发挥时空统计学的优势,可有效挖掘分析小微地震的时空演变趋势。     

ASO-S中文专辑: 序言

先进天基太阳天文台(ASO-S)是我国第一个获得批准立项的太阳空间探测卫星任务.本专辑共包含了14篇文章,着重介绍了卫星平台和有效载荷在研制过程中的一些重要的方面和具体的细节.本中文专辑的14篇文章和ASO-S卫星英文专辑的13篇文章,构成了ASO-S卫星从科学到仪器乃至分析方法较为完整的系统性介绍.     

三维激光扫描技术在西宁市城市地下空间测量中的应用

为验证三维激光扫描技术在西宁市城市地下空间测量中的适用性,探讨了其应用过程的流程和方法,用坐标对比法评定了三维激光扫描系统的精度。结果表明:三维激光扫描系统的平面精度达到0.032 m,符合城市测量规范要求,说明三维激光扫描技术在城市地下空间测量中具有很好的适用性,可以推广应用。