遥感与地球系统科学

地球作为一个高度复杂的非线性系统,各圈层(大气、海洋、陆地、生物、冰雪圈、固体地球)尤其是人类活动等任何组成成份的变化,都会引起地球系统的变化。人类可持续发展面临的巨大科学挑战之一是认识人类赖以生存的、复杂变化的地球系统,认识地球系统如何变化及主要驱动因素,认识地球系统未来变化趋势及如何提高对全球变化的适应能力。卫星独特的全球覆盖和日尺度的观测改变了地球科学的研究方法,它强调所能探测到的多时空尺度上的物理动力过程,在全球范围应对气候变化、能源和环境挑战具有重要作用,揭开了地球系统多学科交叉的新纪元。以地球系统的视野,抓住驱动地球系统的关键循环过程(如能量、水、生物化学循环),是当前地球系统科学的发展趋势。地球系统科学(全球变化)研究需要长期稳定、准确性较高的卫星观测数据,以水循环为例,卫星遥感具备获取全球范围水循环关键参数能力,但是系统性综合观测能力不足,整体精确性受到综合化的可靠空间数据集的限制。目前中国正在积极研制发展新型水循环卫星WCOM(Water Cycle Observation Misssion),并寄希望以此为核心传感器发起全球分布式水循环观测星座系统,进一步提高中国在国际水循环观测与地球系统科学研究方面的话语权与领先能力。     

层次分析法的黄河上游滑坡易发性评价

针对黄河上游龙羊峡至积石峡段滑坡灾害分布易发性评价与区划成图问题,该文以ArcGIS为平台,联系评价区的实际特点,选取地貌类型、地层岩性、降雨、断层、坡度为评价因子,运用层次分析法(AHP)确定各评价因子的权重,建立研究区滑坡易发性评价模型,结合GIS的空间分析功能实现研究区内滑坡灾害的易发性区划。结果表明,滑坡灾害主要集中在龙羊峡库区右岸和群科-尖扎盆地。区划结果与野外实际调查基本吻合,为今后GIS应用于地质灾害区划提供了思路,同时可为区内地质单位进行灾害监测提供基础数据和依据。     

北斗系统姿态测量中周跳探测与修复方法

针对姿态测量基于短基线精密相对定位,而观测值的周跳直接影响基线解算精度,将导致姿态解算结果数据质量下降的问题,提出了姿态测量应用中的周跳组合探测修复方法。文章在分析姿态解算原理及误差影响程度的基础上,结合经典电离层残差法和多项式拟合法,探讨其在北斗卫星导航系统中周跳探测修复的方法原理、缺陷及对北斗数据探测修复效果,结合实际情况提出了姿态测量应用中的组合探测修复方法。采集真实数据实时解算,定量计算了修复后的基线解算精度和姿态测量效果,验证了所提出的方法可用于实际测量解算,处理后的姿态测量精度满足使用需求,研究结果对北斗姿态解算有参考价值。     

双频BDS实时精密单点定位算法和精度分析

为了对BDS实时精密单点定位性能进行评估,该文提出了一种适用于BDS系统的实时精密单点定位算法。采用无电离组合模型作为双频实时精密单点定位的数学模型,采用电离层残差法和Melbourne-Wübbena组合实时探测相位周跳,进而单历元实时估计坐标、模糊度等参数,实现了BDS双频实时精密单点定位算法。基于此算法,采用轨道钟差产品和采样间隔为1s的观测数据,模拟实时BDS双频精密单点定位算法,并评估其定位精度。实验结果表明:BDS双频实时定位的平面精度和三维精度均为0.2m左右。     

Effect of sensor modelling methods on computation of 3-D coordinates from Cartosat-1 stereo data

The orbital and the rational polynomial coefficients (RPC) models are the two most commonly used models to compute a three-dimensional coordinates from an image stereo-pair. But it is still confusing that with the identical user provided inputs, which one of these two models provides more accurate digital elevation model (DEM), especially for mountainous terrain. This study aimed to find out the answer by evaluating the impact of used models on the vertical accuracy of DEM extracted from Cartosat-1 stereo data. We used high-accuracy photogrammetric DEM as the reference DEM. Apart from general variations in statistics, surprisingly in a few instances, both the DEMs provided contrasting results, thus proving the significance of this study. The computed root mean square errors and linear error at 90% (LE90) were lower in case of RPC DEM for various classes of slope, aspect and land cover, thus suggesting its better relative accuracy.     

崖南凹陷Y1井崖三段煤系烃源岩发育规律

基于Y1井煤系烃源岩样品微量元素分析、煤岩显微组分及热解测试结果,结合小波分析的米氏旋回划分结果,系统研究了崖南凹陷Y1井崖三段煤系烃源岩特征及发育规律。研究表明:①以104和260尺度结合岩芯沉积序列及地球化学测试结果,将崖三段划分为2个中期和5个短期米氏旋回,垂向上表现为旋回厚度及烃源岩比例向上增大的趋势,中期旋回上部为烃源岩优势发育层位,其中ⅠA2、ⅠA3和ⅠB2为煤系烃源岩发育的优势旋回;②煤系烃源岩有机显微组分表现为富镜质组、贫惰质组、贫壳质组+腐泥组,镜质组含量为44%~100%,平均为83%,以基质镜质体及镜屑体为主,烃源岩类型以Ⅲ型（腐殖型）有机质为主,少量为Ⅱ₂型（腐泥-腐殖型）有机质,烃源岩以产气为主,其成熟度较低,R_o值平均为1.12%,处于生烃阶段初期;③煤系烃源岩发育受多种因素控制,其中断陷盆地向坳陷盆地的转化时期是成煤的关键构造时期、强烈进积作用使得煤系烃源岩保存不全、区域海平面上升时期是成煤的关键时期、短期旋回小波曲线右偏拐点处为煤系烃源岩相对发育层位。     

早白垩世泥炭地净初级生产力及其控制因素--来自二连盆地吉尔嘎郎图凹陷6号煤的证据

现代泥炭地中蕴藏着巨量的碳,泥炭地生产力的高低会影响全球碳循环及全球气候变化。前人对全新世以来泥炭地生产力做了大量研究,但对前第四纪的“深时”阶段的泥炭地生产力则极少涉及,其主要原因是缺少精确的定年方法。以二连盆地吉尔嘎郎图凹陷早白垩世6号煤为例,利用地球物理测井信号进行频谱分析并获得煤层中米兰科维奇旋回周期参数（123 ka（偏心率）:38.1 ka（斜率）:22.1 ka（岁差））,将米兰科维奇旋回作为“深时”地层时间的“度量”工具,计算出6号煤层碳的聚集速率为35.1~38.9 g C/（m2·a）,进一步推算出其所代表的泥炭地的碳聚集速率为46.2~51.2 g C/（m2·a）,净初级生产力（NPP）为231~256 g C/（m2·a）。将该计算结果与全新世同一纬度带泥炭地生产力水平比较,并结合前人研究成果综合分析影响因素,得出早白垩世泥炭地生产力水平主要受温度和大气中二氧化碳含量控制,而这两种因素又与气候相关联,则泥炭地生产力的研究可能对进一步了解古气候提供帮助。     

Review of Earth Critical Zone Research

Since the Earth Critical Zone put forward by National Research Council of America in 2001, it has got a lot of attention and some significant progresses have been made. This paper summarized those Earth Critical Zone projects and related research plans organized and implemented by the United States of America, Germany, Australia, France, China and the European Union, as well as main scientific problems and future development direction in the study of Earth Critical Zone. According to research status of China, the four main research contents should be strengthened including structure, formation and evolution mechanism of Earth Critical Zone, the coulpling interaction mechanism between migration and transformation of material and multi-processes, sevice function and evolution features of Earth Critical Zone and its support and effect on sustainable development, model simulation of process and system of Earth Critical Zone. In addition, our country should actively conduct cooperation and communication with the advanced countries, and enhance our involvement in international key research plans.     

火山岩型铀矿山环境地质调查评价方法研究

通过对典型火山岩型铀矿山及周边地区的环境地质调查及样品分析测试,厘定矿山放射性气态、液态、固态源项特征及分布,开展放射性迁移循环途径研究及矿山周边公众潜在附加剂量评价研究,初步建立放射性矿山环境地质调查评价体系。结果表明,该研究可以为查明火山岩型铀矿山开发过程中对环境介质的影响程度和范围提供方法指导。     

北方某经济开发区地下水污染调查评价

本文应用污染指数法,对北方某经济开发区及周边地下水水质进行了污染评价,结果表明研究区地下水水质以轻污染和中污染为主,局部地区出现较重污染,主要指标为硝酸盐氮、三氯甲烷和三氯乙烯。通过对工业废水、再生水、河水水质的检测,发现研究区地表水水质与污水处理厂再生水排放密切相关,地下水污染很可能与开发区企业排污有关。由于开发区所处位置的环境敏感性和脆弱性,建议今后在开发区及附近继续开展相关研究,进一步查明地下水的硝酸盐氮及有机污染物来源、污染途径,建立完善的监测体系,以便及时切断污染源,保障城市及当地供水安全。