Effects of detailed soil spatial information on watershed modeling across different model scales

Hydro-ecological modelers often use spatial variation of soil information derived from conventional soil surveys in simulation of hydro-ecological processes over watersheds at mesoscale (10–100 km²). Conventional soil surveys are not designed to provide the same level of spatial detail as terrain and vegetation inputs derived from digital terrain analysis and remote sensing techniques. Soil property layers derived from conventional soil surveys are often incompatible with detailed terrain and remotely sensed data due to their difference in scales. The objective of this research is to examine the effect of scale incompatibility between soil information and the detailed digital terrain data and remotely sensed information by comparing simulations of watershed processes based on the conventional soil map and those simulations based on detailed soil information across different simulation scales. The detailed soil spatial information was derived using a GIS (geographical information system), expert knowledge, and fuzzy logic based predictive mapping approach (Soil Land Inference Model, SoLIM). The Regional Hydro-Ecological Simulation System (RHESSys) is used to simulate two watershed processes: net photosynthesis and stream flow. The difference between simulation based on the conventional soil map and that based on the detailed predictive soil map at a given simulation scale is perceived to be the effect of scale incompatibility between conventional soil data and the rest of the (more detailed) data layers at that scale. Two modeling approaches were taken in this study: the lumped parameter approach and the distributed parameter approach. The results over two small watersheds indicate that the effect does not necessarily always increase or decrease as the simulation scale becomes finer or coarser. For a given watershed there seems to be a fixed scale at which the effect is consistently low for the simulated processes with both the lumped parameter approach and the distributed parameter approach.     

基于滑动L2优化准则的GPS坐标时间序列重构

GPS坐标时间序列中不仅包含白噪声,还包含闪烁噪声、随机漫步噪声等有色噪声,这些噪声将影响GPS应用的可靠性,甚至可能对一些地球物理现象做出错误的解释,因此降低GPS坐标时间序列中有色噪声的影响、提高GPS精度是一个重要和基本的问题。提出了一种滑动L₂优化估计方法(ML₂),通过选取合适的窗口建立L₂优化模型,再利用交替迭代乘子法求解每段时间序列的优化问题,并逐年滑动得到整段GPS坐标时间序列的估计。实验结果表明,ML₂方法与奇异谱分析、小波分解、滑动普通最小二乘法相比具有更好的重构效果。     

考虑LS+AR模型基础数据量的极移预报研究

针对目前极移最小二乘(Least Square, LS)+自回归(AutoRegressive, AR)预报模型的单一数据选取方案, 提出分别考虑LS模型数据量和AR残差数据量的组合数据模式, 并对极移预报时单一数据和组合数据预报结果精度进行分析, 探讨模型输入数据量对极移预报精度的影响. 结果表明, 模型输入数据量的变化对极移预报结果影响较大. 采用组合数据预报的方式相比较于单一数据量预报方式精度更高, 特别是针对30--360 d跨度内的中长期预报, 组合数据量的极移预报精度可比单一数据量预报精度有较大改善. 结论证明组合数据在极移预报时具有一定的优势, 可为以后极移预报数据量选取提供一定的借鉴参考意义.     

利用DINEOF方法重构缺测的卫星遥感海温数据

针对海温数据补缺问题提出一种基于经验正交函数(EOF)分解的缺测数据重构方法--经验正交函数插值法(DINEOF).此方法是一种自适应的EOF分解方法,不需要任何先验信息,并且能估算出重构数据的误差大小.奇异值(SVD)分解时采用了Lanczos算子以提高计算速度,并利用了交叉验证的算法以确定出重构时所需最优的EOF阶数.实测数据处理结果表明,DINEOF方法能很好地重构大面积的缺测数据,具有较高精度及实际可操作性.     

姬塬地区长8油层组层序地层格架内成岩相展布特征

通过岩心观察并充分利用普通薄片、铸体薄片、阴极发光、X-衍射和扫描电镜等资料,对姬塬地区长8油层组储层的成岩作用、成岩矿物、成岩阶段和成岩演化序列特征等进行了研究。根据成岩作用类型及强度、成岩矿物等将储层划分为绿泥石衬边弱溶蚀、不稳定组分溶蚀、压实致密、高岭石充填和碳酸盐胶结5种成岩相。并通过岩心薄片资料刻度测井归纳出不同成岩相在GR、AC等测井曲线及其组合上的响应特征,由此实现各单井储层成岩相的连续划分。对长8油层组层序界面和基准面旋回与成岩相展布的关系进行了研究,结果表明层序界面附近不稳定组分溶蚀相及高岭石充填相较为发育,且各井之间对比性良好,同时层序界面也控制了碳酸盐胶结;中期基准面旋回的最大湖泛面处均发育井间可对比的压实致密相,长82中期基准面下降半旋回砂体一方面易于遭受溶蚀产生次生孔,另一方面由于受沉积驻留和碎屑组分影响导致压实强度较弱,因此物性总体比长81砂体好。     

一阶可变号非线性奇异初值问题

获得了一类一阶可变号非线性奇异初值问题的新结果。     

海进体系域碳氧同位素地球化学响应——以黔西南地区三叠系为例

层序地层研究表明,位于扬子地块西南缘的黔西南地区在中三叠世末期(相当于Ladinian-Carnian期)出现了一次与全球同步的大规模海侵,形成了一个向上变深的碳酸盐岩台地淹没沉积层序。垄头组顶部和竹竿坡组分别是海进体系域(TST)的下、上部分。碳、氧同位素研究表明,垄头组顶部自下而上δ(18O)持续增大,而δ(13C)先逐渐增大,后在顶部界面附近快速下降,反映了垄头组顶部在暴露环境下氧化作用的结果。竹竿坡组δ(13C)自下而上逐渐增大,δ(18O)总体呈现逐渐减小趋势,反映了海平面变化特征。研究认为,海进体系域的δ(13C)和δ(18O)演化不但反映了海平面和沉积环境变化,同时对密集段(CS)、层序界面和古暴露面等也有很好的识别作用,在层序地层研究中具有重要的意义。     

参数带椭球约束平差算法的应用

针对实际工程应用中遇到的参数带有范围约束的情形,提出带椭球约束的平差算法,并给出其具体模型和解算步骤。数值模拟实验和病态测边网数据计算表明,在处理病态问题时,最小二乘平差（least-squares,LS）已不适用,而与岭估计、奇异值分解法（singular value decomposition,SVD）以及不等式约束相比,本文算法精度更高。     

成都地区一次暴雨诊断分析

针对2012年8月16~19日成都地区出现短时、局地暴雨、特大暴雨的异常强降水天气,利用常规气象资料、1°×1°NCEP再分析资料和客观物理量场、卫星云图等资料,对造成此次强降水主要集中在成都地区西部沿山一带的原因进行了分析。分析得出:在有利的环流背景下,中小尺度系统发生发展和演变是这次暴雨产生的直接原因;中低层维持偏南气流,暖湿气流西进北抬,低空急流为这次暴雨提供了大量的水汽和不稳定能量;中低空的水平风切变不仅为暴雨提供了强烈的辐合上升运动,同时对水汽的水平辐合和垂直输送非常有利;另外,强对流云团的生成、移动与强降水的发生密切相连相关。     

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