中国传统农区历史耕地数据网格化方法

建立具有空间属性的历史时期土地覆被数据集有助于更好地模拟土地覆被变化的气候 与生态效应。根据我国历史时期土地开发利用的特点, 深入分析了影响我国历史时期土地开 发利用的主导因子, 量化了海拔高度、坡度、人口分布等自然及人文要素与耕地分布的关系, 并以此为依据设计了一套将我国传统农区历史耕地数据网格化的方法与算法模型, 计算各网 格(分辨率为60 km×60 km) 耕地面积占整个农区耕地总面积的比重、以及各网格的耕地面 积与垦殖率; 同时利用基于《嘉庆重修一统志》重建的中国传统农区历史耕地资料, 采用上 述方法与算法建立了研究区内1820 年(清嘉庆二十五年) 60 km×60 km 空间尺度的耕地数据 集, 并绘制了分布图。重建结果与册载府级田亩数据的比较分析表明: 该方法与算法可以有 效地将以行政区域为统计单元的中国历史耕地数据量化为具有统一且更高空间分辨率的网格 化数据集。     

基于神经网络范例推理的边坡稳定性评价方法

提出了基于神经网络范例推理的边坡稳定性评价方法。针对边坡的稳定性影响因素的复杂多变性和相当强的不确定性,建立了基于神经网络的边坡范例检索模型。运用神经网络强大的自适应、自组织、自学习的能力以及高度的非线性映射性、泛化性和容错性的特点,通过边坡范例的神经网络学习,建立了当前边坡和边坡范例之间相似性计算关系,最终实现了当前边坡的稳定性评价。对于8个验证边坡范例,模型的预测准确性达到了100 %,范例中的160组数据的相关性也达到了 0.981 5,表明建立的模型具有很高的预测准确性,模型的泛化能力很强。     

中国城市老年人日常购物行为的空间特征——以北京、深圳和上海为例

以中国城市老年人日常消费行为状况的问卷调查为基础, 主要运用经验行为主义方法, 从宏观层面揭示出中国城市老年人日常购物行为的空间特征, 通过对北京、深圳和上海三个城市的老年人购物空间圈层结构的比较研究, 发现北京市老年人购物活动随距离衰减的规律比较规则;深圳老年人购物行为空间则随距离增加而波动式衰减;上海老年人购物活动空间的收敛性最强。进一步从微观和实证的角度分析了居住区位因素对老年人购物空间的影响, 得出小区级商业设施的完善程度和可达性直接决定了老年人购物空间的收敛程度的结论。     

综合致矿地质异常信息提取与集成

矿床及其周围局部和区域的地质、地球物理和地球化学以及遥感地质等勘查信息构成认识成矿规律和资源潜力评价的基础.矿产资源综合定量评价首先涉及到以建立地质成矿概念模型为基础的地质、地球化学、地球物理以及遥感地质等单学科异常信息的提取与集成, 然后是对多学科异常信息的综合提取与集成, 最后应用综合致矿信息定量圈定找矿靶区, 评价资源潜力.阐述了综合地质异常数字找矿过程中综合致矿地质异常信息提取、信息关联、信息转换和信息集成的基本概念.强调实现“由地质异常体特征到空间地质异常信息模型, 再根据空间异常信息模型推断地质异常体特征”这一信息双向转换的重要意义.结果表明: (1) 综合致矿地质异常概念模型是选择资源评价变量和建立综合地质异常数字找矿模型的基础; (2) 非线性方法技术是提取隐蔽矿化信息的有效手段; (3) 综合致矿地质异常概念模型与数字找矿数学模型的有机结合是实现数字找矿突破的关键; (4) 应用综合致矿异常信息模拟矿产资源潜力的过程实质上是一个信息逐渐提取与集成的过程, 亦是一个空间数据→空间信息→知识决策的过程.      

辽中地区矿业城市生态承载力分析与预测

辽中地区矿业城市是我国重要的能源生产和重工业基地,研究其生态承载力状况并预测其发展趋势,有利于区域经济、生态协调发展。基于资源保障率、环境承载力和社会经济增长相统一的原则,运用系统动力学方法建立了辽中地区矿业城市生态承载力评价模型,评价了1997-2006年研究区生态承载力状况,预测了2006-2020年研究区生态承载力变化趋势。结果表明：1997-2006年,辽中地区矿业城市生态承载力总体处于超载状态,但发展趋势差别显著。鞍山生态承载力指数从1.686下降到1.301,年均下降2.56%,但仍处于超载状态;抚顺生态承载力指数从1.169下降到0.909,年均下降2.49%,生态承载力从超载变为盈余;本溪生态承载力指数从1.070上升到1.249,年均上升1.56%,超载程度不断加大。2006-2020年,辽中地区矿业城市生态承载力总体上处于超载程度加大的趋势,鞍山、抚顺和本溪生态承载力指数年均增长率分别达到0.89%、1.56%和1.81%。作为矿业城市,鞍山、抚顺和本溪需要优先保障水资源和能源的供需平衡,改善水环境质量,从而达到生态承载力的提高。     

CHAMP重力场恢复时域法和空域法比较研究

利用CHAMP数据恢复重力场的解算方法分为时域法和空域法.本文首先介绍了这两种方法恢复CHAMP重力场的基本原理和算法,分析了它们的优缺点.针对空域法中的延拓误差和格网化误差进行了讨论.计算表明:延拓误差中的截断误差部分影响量级约0.001 m2·s-2(均方误差意义下),最大误差仅为0.11 m2·s-2,可完全忽略;延拓误差中的参考重力场模型误差影响随参考场选取的不同而有所差异,整体而言小于0.1 m2·s-2,但最大误差可达1.3 m2·s-2,采用高精度的参考重力场模型能大大减小延拓误差影响.目前最常用的格网化方法包括加权平均方法和最小二乘配置方法,计算表明,利用30天的CHAMP数据进行2°×2°格网化处理,加权平均法的格网化误差在0.13 m2·s-2量级,最大误差可达1.58 m2·s-2,而最小二乘配置法的格网化误差在0.006 m2·s-2量级,最大误差仅为0.15 m2·s-2,明显优于加权平均法.文章最后对时域法和以快速最小二乘配置(FSC)为代表的空域法恢复60阶次的CHAMP重力场的精度进行了比较,结果表明:两种方法的得到的重力场模型精度相差不大,整体而言,时域法略优于空域法.     

Stochastic dynamic response of dam–reservoir–foundation systems to spatially varying earthquake ground motions

In this paper, stochastic dynamic responses of dam–reservoir–foundation systems subjected to spatially varying earthquake ground motions are investigated using the displacement-based fluid finite elements. For this purpose, variable-number-node two-dimensional (2D) fluid finite elements based on the Lagrangian approach is programmed in FORTRAN language and incorporated into a computer program SVEM, which is used for stochastic dynamic analysis of solid systems subjected to spatially varying earthquake ground motion. The spatially varying earthquake ground motion model includes incoherence, wave-passage and site-response effects. The incoherence effect is examined by considering the Harichandran and Vanmarcke coherency model. The effect of the wave passage is investigated by using various wave velocities. Homogeneous medium and firm soil types are selected for considering the site-response effect where the foundation supports are constructed. The Sar?yar concrete gravity dam, constructed in Turkey is selected for numerical example. The ground motion is described by filtered white noise and applied to each support point of the 2D finite element model of the dam–reservoir–foundation system. The record of Kocaeli earthquake in 1999 is used in the analyses. Displacements, stresses and hydrodynamic pressures occurring on the upstream face of the dam are calculated for four cases. It is concluded that spatially varying earthquake ground motions have important effects on the stochastic dynamic response of dam–reservoir–foundation systems.     

Fast segmentation algorithms for long hydrometeorological time series

A time series with natural or artificially created inhomogeneities can be segmented into parts with different statistical characteristics. In this study, three algorithms are presented for time series segmentation; the first is based on dynamic programming and the second and the third—the latter being an improved version of the former—are based on the branch‐and‐bound approach. The algorithms divide the time series into segments using the first order statistical moment (average). Tested on real world time series of several hundred or even over a thousand terms the algorithms perform segmentation satisfactorily and fast. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Inversion of a Lagrangian time domain random walk (TDRW) approach to one-dimensional transport by derivation of the analytical sensitivities to parameters

Lagrangian approaches are well suited to transport in contrasted media but have been considered irrelevant when inversion is envisioned. The randomness of results for the same transport scenario adds to the rough evaluation by perturbation of the sensitivities, yielding an inaccurate search of parameters. It is shown here how a Time Domain Random Walk (TDRW) method can be inverted by deriving the sensitivities analytically. The calculations are very rapid and provide a precise evaluation of the descent directions followed by a Gauss–Newton optimizer. The method handles advection–dispersion + retention by matrix diffusion or sorption with first-order kinetics and proves its worth in all cases. Since analytical sensitivities are available, calculations are rigorous and allow discussing the inversion feasibility, the accuracy of the sought parameters, according to the predominant mechanism involved in the transport scenario.     

基于互相关函数的单孔法波速测试优化算法

土的剪切波速是岩土工程领域的一个重要参数。建筑场地类别划分、地基饱和砂土液化判别、地震反应分析等都依赖于剪切波速,由于其重要性,对它的测定技术和精确程度应重点研究。针对工程中广泛采用的单孔法剪切波速测试,提出了一种基于互相关函数计算土层剪切波速的优化算法。克服了传统数据处理方法中经常遇到的负波速、波速数值明显过大或过小和同一土层各测点波速差别较大等4种不合理因素,提高了数据分析的精度和效率。