极区电离层对流速度的浅层神经网络建模与分析

电离层对流是太阳风与地球磁场相互作用下驱动的磁层大尺度对流循环与对流电场在极区电离层的映射, 与行星际磁场-地球磁场耦合系统息息相关.本文基于SuperDARN(Super Dual Aurora Radar Network)分布在北半球的23部高频相干散射雷达获取到的二维电离层对流速度对其进行建模研究.模型输入为行星际磁场三分量、太阳风速度、太阳风密度和地磁指数六个空间物理参数, 模型输出为二维对流速度.模型选择两种广泛应用于空间物理建模的浅层神经网络即广义回归神经网络(General Regression Neural Network, GRNN)和误差反向传播(Back Propagation, BP)神经网络.实验结果显示, GRNN模型和BP模型的速度幅值均方根误差分别为174.96 m·s^-1和234.21 m·s^-1, 速度方向角均方根误差分别达到62.30°和88.07°, 相比于对流速度最大值2000 m·s^-1和360°的方向角范围来说, 其误差是可以接受的.外推性实验结果显示, 在第24个太阳周期时, GRNN模型和BP模型的速度幅值均方根误差分别为305.35 m·s^-1和738.15 m·s^-1, 速度方向角均方根误差分别为82.01°和90.56°.实验结果表明, GRNN在时间外推性上的效果优于BP神经网络, 更适用于预测对流速度.我们发现在四种典型空间环境条件下, 利用GRNN模型预测的瞬时对流速度来构建的全域对流模式与现有统计模型构建的对流模式相似, 从而验证预测的对流速度可以用于分析瞬时极区电离层对流.

     

东海盆地瓯江凹陷构造样式及其形成机制

瓯江凹陷自晚白垩世形成以来受多期构造运动的影响,构造应力场不断发生变化,导致其盆地演化及构造特征复杂,形成多种形态的构造样式。通过对全区的新老地震资料处理、解释,总结了研究区内构造样式类型及分布区域,分析了其形成机制。结果表明：研究区内主要发育伸展、挤压及复合3种构造样式。其中伸展构造样式在凹陷西部和东部都有发育,可分为地垒式、地堑式、半地堑式、堑式铲式、多米诺式;挤压构造样式发育于凹陷西南部,主要为断鼻构造;复合型构造样式分为火山岩构造、花状构造、反转构造,主要发育于凹陷中南部地区。     

胶州湾表层沉积物黏土矿物分布特征及物源分析

利用X射线衍射（XRD）对胶州湾150个站位表层沉积物的黏土矿物组成及含量进行分析,研究了胶州湾表层沉积物黏土矿物的分布特征及其物质来源。结果表明,胶州湾表层沉积物中黏土矿物组成主要是伊利石（65.1%）和蒙脱石（17.1%）,其次是绿泥石（9.0%）和高岭石（8.8%）。在空间分布上,伊利石含量表现为西侧高、东侧低,高值区主要分布在大沽河、洋河口外两侧;蒙脱石含量高值区分布于胶州湾东北部、大沽河口东侧和湾口附近;绿泥石含量表现为东侧高、西侧低,且高值区整体呈条带状分布;高岭石含量表现为斑状分布,规律性不明显。黏土矿物物源分析表明,大沽河、洋河等入海河流所携带的陆源物质是胶州湾的主要物质来源,其中,大沽河是胶州湾沉积物中伊利石、蒙脱石和高岭石的主要物源,绿泥石则是大沽河、李村河及胶州湾东侧沿岸物质侵蚀风化产物共同作用的结果。     

长江经济带主要城市群2h出行交通圈格局特征

城市群作为城镇化高级阶段区域社会经济发展和参与国际竞争的主要空间载体,良好的交通通达性是其高质量发展的必要条件。以《交通强国建设纲要》提出的城市群2h通达目标为研究视角,以长江经济带3个国家级城市群为研究对象,选取加权平均出行时间作为测度指标并引入场强和引力模型,对比分析3个城市群所有城市与中心城市两个层级2h出行交通圈格局特征。研究发现：① 3个城市群出行交通圈均表现为从中心向外围地区呈现出由低到高连续扩大的“圈层式”空间格局特征,且长三角和成渝城市群分别形成了“>”字型和“十”字型2h出行廊道,但长江中游城市群尚未形成2h出行廊道。② 城市群中心城市2h出行交通圈的空间分布受区位条件影响较大,越接近区域几何中心则2h出行交通圈覆盖范围越大,而影响腹地受中心城市综合规模的作用明显,3个城市群各中心城市2h出行交通圈和影响腹地的空间分异显著。③ 不同城市群中心城市2h出行交通圈衔接联系水平差异显著,表现出多元的圈层叠加的经济联系格局。④ 高密度高速公路路网在提高城市群中心城市2h出行交通圈衔接联系水平中发挥重要作用,按衔接联系模式特征可将各城市群总结为多中心网络型、多中心组团型与双中心轴辐型。     

东北地区唐代渤海古城遗址空间格局及影响因素分析

运用ArcGIS软件及空间分析等方法,研究了东北地区234座唐朝渤海国古城遗址分布特征,探讨了古城遗址空间格局与自然条件的关系。通过对234座古城址进行分析,发现唐朝渤海国古城址主要集中在4个集聚区,即图们江?鸭绿江流域集聚区（A）、牡丹江流域集聚区（B）、松花江?辽河流域集聚区（C）、穆棱河流域集聚区（D）。其中图们江?鸭绿江流域集聚区是最主要的遗址分布区,位于研究区的南部,占遗址总量的47.43%。研究区渤海国古代城址呈北疏南密的分布特征,形成明显的“空间组群”格局。在当时的气候环境之下,水热条件等自然因素成为影响城址的主要因素,而政治、经济、军事和交通区位等人文因素则对古城遗址的数量和分布起重要导向作用。     

涝渍对夏花生光合特性及产量影响

夏花生常因汛期雨水偏多形成涝渍灾害而减产,探索不同耕作方式下涝渍持续日数对花生光合特性及产量的影响,可为花生涝渍动态监测评估和农业防灾减灾提供参考。选择2019年、2020年每年6—9月,在花生主产区河南驻马店土壤质地为粘土的大田平作、垄作方式下,以豫花22为试验材料,将花生产量形成过程分前期、中期、后期3个时段,分别设计3 d,5 d,7 d,9 d灌水处理。结果表明：相同过程灌水量条件下,垄作比平作涝渍持续日数减少1~5 d,其中淹涝日数偏少3~5 d;3 d灌水处理的涝渍持续日数4~5 d,叶绿素含量和净光合速率等光合参数呈正效应造成茎叶干物质积累增加;各时段涝渍影响均随持续日数的增加而加重,除百仁重涝渍影响表现为中期最大、前期次之、后期最小,其他均为前期最大、中期次之、后期最小;各处理水平涝渍持续日数4~16 d,光合参数影响幅度为1.3%~64.2%,生物量和产量影响幅度为0.6%~44.9%;垄作花生与平作花生相比,因涝渍持续日数减少而使灾害影响减小,前期各处理花生产量减少灾损达3.4%~11.6%。     

地层分布模型自匹配的剖面图动态生成算法

传统的剖面图算法对地层尖灭、透镜体、地层缺失处理能力差,算法精度难以满足生产要求.针对该问题,笔者提出一种地层分布模型自匹配的地质剖面图构建算法.首先,构建了工程钻孔数据结构;然后,根据地层分布规律定义地层分布模式,并推导出各个模式下地层剖面线生长策略和规则,通过地层分布模型规则和匹配算法判断地层点的剖面线从属关系;最后,将剖面线点集连接成线,并进行标注与地图整饰.笔者算法克服了传统钻孔相邻连接造成的连续性差、一致性欠缺的缺点,能够对地质剖面的歼灭、透镜体、地层缺失现象有准确地处理.实验表明,采用本文算法所构建的地质剖面图能准确、高效地反映研究区域的地层分布,广泛适用于工程生产.     

2000~2010年长江三角洲土地利用/覆盖空间格局动态变化研究

土地利用/覆盖变化与空间格局间的相互作用机制是全球环境变化的研究热点。以2000年、2005年及2010年遥感影像为基础数据源,通过面向对象的分类方法,对长江三角洲的土地覆盖进行分类。利用分类结果,通过数学模型和景观指数探讨了土地利用变化对长江三角洲景观格局的影响。结果表明：1)2000~2010年长江三角洲土地利用变化明显,人工表面“涨势”明显,耕地与湿地则呈现下降趋势;2)10年间长江三角洲土地利用多样化指数增加,土地利用多样性程度逐年提高;3)2000~2010年长江三角洲景观破碎化程度增加,优势度减小,景观形状复杂性与异质性不断加大。这些研究可以为土地利用结构的调整、生态环境的恢复重建提供依据,促进长江三角洲的可持续发展。     

1983～2006年新疆及邻区地震活动的时空格局分析

利用中国地震台网（CSN）地震目录整理了1983年以来发生在新疆及邻区ML≥3．0的浅源地震,并在MapGIS平台下,运用数字地图技术,制作了分震级、分年份、分月份系列地震图谱,分析地震发生的时空特征,表明：新疆及邻区地震呈带状分布,自北往南可分为阿尔泰地震带、天山地震带、西昆仑地震带和阿尔金地震带;各地震带活动水平不同,前3条地震带在2003年出现地震次数最高值,具有近10年的活动周期,阿尔金地震带地震次数最高值出现在1993年,有约5年的活动周期;各地震带带内活动水平也有一定差异,帕米尔地区地震最为频繁;年内地震主要集中在2、5、8、10月4个月份。     

海南岛4—9月短时强降水的天气型和环境参数特征

利用海南岛加密自动站逐小时降水资料、ERA5再分析资料,对海南岛短时强降水日环流配置进行了天气学分型,并进一步探讨了各天气型下海南岛短时强降水的时空分布、环流形势和关键环境参数特征。结果表明：(1)海南岛短时强降水有明显的日变化特征,呈单峰型,主要出现在15:00—19:00。(2)海南岛短时强降水的天气型主要有南海低压槽、华南沿海槽、西南低压槽和冷锋型。(3)南海低压槽、华南沿海槽、西南低压槽和冷锋型短时强降水分别占37%,31%,16%和16%。南海低压槽和华南沿海槽型主要出现在7、8和9月;西南低压槽型除9月外,其余各月份均可能出现;冷锋型绝大多数出现在4、5月。(4)南海低压槽和华南沿海槽型整层湿度条件都较好,不稳定能量较大,垂直风切变较弱。西南低压槽型不稳定能量较大,湿度条件一般,垂直风切变较弱。冷锋型存在明显的上干下湿特征,垂直风切变最大,0～6 km风速差75%分位大于10 m/s,不稳定能量最小。