乌岩岭国家级自然保护区动态监测系统设计与实现

面向地理国情监测,以自然保护区监测为突破口,分析自然保护区监测内容,研究自然保护区多源异构数据整合、专题信息建模、多时态信息动态可视化等关键技术。在此基础上,以乌岩岭国家级自然保护区为例,构建保护区多层次、多尺度的基础空间数据库和专题数据库,实现保护区动态监测系统,形成动态标注、动态漫游、动态矢量等多种动态表达方式。该系统的建立为自然保护区监测和管理提供了有力的技术支撑,研究所形成的监测内容、关键技术和动态表达方式对地理国情监测具有一定的参考借鉴意义。     

岩质路堑边坡施工监测及稳定性分析

以某高速公路岩质路堑边坡为例,通过施工现场监测及稳定性分析,结果显示初始设计状态下坡体深层位移和坡面位移接近滑动临界值。采取变更设计后,利用现场监测结合蒙特卡洛数值模拟的方法对该路堑边坡的加固效果进行稳定性和可靠性分析。经过加固后的边坡能较好地维持稳定,支护措施可靠。这种现场监测结合蒙特卡洛数值模拟的方法为路堑边坡的动态设计提供了依据,并能及时作出趋势性预测,为路堑岩质边坡的合理支护提供一种新的思路。     

基于MODIS的植被指数变化研究及其与气候因子的关系分析

以2012年1~12月的MODIS 13Q1数据产品为基础,提取四川西南地区7市植被指数进行相关分析。基于各月植被指数,采用对比分析法,研究植被指数时空变化规律。同时,结合研究区内2012年月降水量和气温月平均值,选择多项式拟合法,对EVI,NDVI月平均值进行相关性分析,研究植被指数与气候因子的相关性。     

21世纪初期气候波动下浑善达克沙地荒漠化动态变化分析

基于EOS-MODIS遥感数据,利用GIS计算出归一化植被指数(NDVI)和植被覆盖指数(PV),计算得到荒漠化指数(DI)对浑善达克沙地荒漠化进行识别,根据像元数统计不同荒漠化类型的面积及其变化数据,再分析荒漠化面积与气象要素的相关性,进而得出近13 a在气候波动下浑善达克沙地荒漠化的动态变化。结果表明:浑善达克沙地年平均气温呈下降趋势,年平均降水量呈增加趋势,且平均降水量对荒漠化动态变化的影响比平均气温对荒漠化动态变化的影响大。在气候波动影响下浑善达克沙地以荒漠化面积缩小为主,中度荒漠化,重度荒漠化和极重度荒漠化对荒漠化的演替贡献较大,表现为高程度荒漠化向低程度荒漠化转换。空间分布上,表现为西部极重度荒漠化面积明显减少,主要转化为重度荒漠化类型,东中部重度荒漠化明显减少,主要转化为未荒漠化和轻度荒漠化类型。     

基于全天空极光图像方向能量表征方法的极光事件分类

针对基于全天空极光图像的极光事件自动分类问题,提出一种基于方向能量二元编码重组表征的自动分类方法。首先,通过对多个方向上能量分解来描述极光事件中的局部纹理和各个方向上的运动信息,并且结合分块策略获得极光事件的全局形态信息;然后,借鉴一种二元编码重组的方式对多个方向能量进行融合,从而使得极光事件的表征具有同时表征局部纹理、全局形态和运动信息的能力。该表征方法完全不依赖于极光事件的长度,可用于表征不同持续时间的极光事件,并且不需要复杂的训练过程。利用最近邻和支撑向量机分类器分别对从中国北极黄河站拍摄到的极光图像中挑选的特定极光事件进行自动分类,结果表明,与其他两种典型的动态纹理描述方法相比,本文所提出的表征方法结合最近邻分类器,得到了最好的分类效果,能有效用于极光事件的分析,为海量数据中的极光事件自动分类提供了一种新方法。     

Test on dynamic characteristics of subgrade of heavy-haul railway in cold regions

Dynamic characteristics of heavy-haul railway subgrade under vibratory loading in cold regions are investigated via low-temperature dynamic triaxial tests with multi-stage cyclic loading process. The relationship between dynamic shear stress and dynamic shear strain of frozen soil of subgrade under train loading and the influence of freezing temperatures on dynamic constitutive relation, dynamic shear modulus and damping ratio are observed in this study. Test results show that the dynamic constitutive relations of the frozen soils with different freezing temperatures comply with the hyperbolic model, in which model parameters a and b decrease with increasing freezing temperature. The dynamic shear modulus of the frozen soils decreases with increasing dynamic shear strains initially, followed by a relatively smooth attenuation tendency, whereas increases with decreasing freezing temperatures. The damping ratios decrease with decreasing freezing temperatures. Two linear functions are defined to express the linear relationships between dynamic shear modulus (damping ratio) and freezing temperature, respectively, in which corresponding linear coefficients are obtained through multiple regression analysis of test data.     

The Reliability of Assigned Values from the GeoPT Proficiency Testing Programme from an Evaluation of Data for Six Test Materials that have been Characterised as Certified Reference Materials

Assigned values derived from the GeoPT proficiency testing programme were compared with certified values for six certified reference materials that have been used as test materials in the GeoPT programme. Statistical analysis showed that there were few significant differences between these sets of data and that these differences had no significant impact on the GeoPT assessment when fitness‐for‐purpose criteria were taken into account.     

1960～2018年中国高温热浪的线性趋势分析方法与变化趋势

高温热浪直接影响人体健康和作物生长。研究全球变暖背景下我国高温热浪发生率的趋势是气候变化研究的基本问题之一,可为人们的生产生活等提供重要的科学信息。目前对于高温热浪趋势的研究大都使用最小二乘（Ordinary Least Squares,OLS）方法估计趋势,结合学生t检验判断趋势的统计显著性。本文审视了以往常用方法在研究我国高温热浪发生率的线性趋势时的适用性。首先,以2018年东北局部地区因当年高温日数异常多而形成离群值的例子展开,说明OLS方法估计趋势时对离群值非常敏感,造成虚假趋势。进一步,通过正态分布检验和自相关计算,发现1960~2018年中国至少有91.14%站点、90.06%格点的高温日数和92.18%站点、87.74%格点的热浪次数的序列不服从正态分布,而且多数存在自相关。采用一种不易受离群值影响并考虑自相关的非参数方法,本文对1960～2018年中国站点和格点、4个典型区域以及全国平均的高温日数和热浪次数的线性趋势做出了更为准确的估计。研究发现,高温日数显著增多的站点主要出现在华南和西北地区,热浪次数呈显著增多趋势的站点目前几乎仅限于华南地区和新疆的个别站点;区域平均而言,仅有华南区域和西北区域的高温日数和热浪次数是显著增多的,华北区域和东北区域趋势并不显著;全国平均的高温日数和热浪次数都是显著增多的。本文对高温热浪的趋势及其显著性估计、统计预测的方法选择上有重要参考价值。     

2013—2017年夏季东北冷涡下东北地区MCS的统计特征

利用2013—2017年6—8月FY-2E和FY-2G地球静止卫星相当黑体温度（Black Body Temperature,TBB）资料、NCEP/NCAR再分析资料,对我国夏季东北冷涡下东北地区MCS的分布和活动特征进行了统计分析,结果表明：（1） MCS的活动具有明显的月际变化和日变化特征,6月对流活动最活跃。MCS的主要移向是东、东北和东南,平均移动距离3.99个经纬距。（2） MCS成熟时刻的面积、偏心率和生命史均小于江淮地区以及中国中东部,云顶高度低于江淮地区,整个生命史表现出发展快消亡慢的特征,与江淮地区相反。（3）基于MCS的定义得到的Z标准,对2016—2017年的MCS作了统计分析并与J标准统计得到的MCS进行对比,得出,两种定义下的MCS环境场特征基本一致,主要表现为MCS多生成于500 hPa槽前和槽后,对流层高层MCS位于双急流之间靠近北支急流的辐散区,南侧急流高度在200 hPa,北侧的急流高度在250 hPa。低层,位于低空急流左侧,低涡南侧、东南侧,有较强的水汽和动量输送。槽前生成的MCS南侧中层存在垂直反环流向MCS输送干暖空气与位涡,槽后生成的MCS两侧均有大值位涡向其输送,同时北侧冷干空气的输送使锋区及上升运动加强,更有利于MCS的形成。（4）两种标准下的MCS造成的降水明显不同,在统计强降水方面Z标准要优于J标准。由于Z标准空间与时间尺度较小,统计得到的MCS较多;但同时会遗漏部分相对弱的MCS。     

低层偏南气流对一次暴雨过程的动力作用分析和数值模拟

利用常规观测资料和NCEP再分析资料,对2010年7月22-25日四川盆地西部出现的一次暴雨过程进行了诊断分析.结果表明:暴雨出现在对流层低层南海至四川盆地一直维持偏南气流的环流背景下,暴雨与这支偏南气流的风速演变密切相关,降雨强度随南风气流的增强而增强,南风气流增强所形成的风速辐合及正涡度平流是暴雨的主要动力触发因子,暴雨与低层辐合和正涡度平流区域有很好的对应关系.WRF数值模拟试验进一步表明:850 hPa层3h风速演变对中尺度对流系统的发展具有很好的指示意义,在3h风速增大区域的下风方,未来3h对流云团将迅速发展;盆地西部形成的气流辐合与其西侧的高原地形密切相关.