城市暴雨内涝综述：特征、机理、数据与方法

建成环境的高空间异质性与致灾过程的复杂性给城市暴雨内涝研究带来巨大的挑战,具体表现为模型代表性不够、计算效率低、基础数据和验证数据匮乏。以机器学习为代表的人工智能技术、高分遥感和互联网大数据的快速发展则为城市暴雨内涝研究提供了新的契机。论文结合人工智能、高分遥感和互联网大数据等新技术发展,从特征、机理、数据与方法4个维度对暴雨内涝的研究现状和发展趋势进行了系统总结,主要结论包括：① 暴雨内涝具有短历时性、空间散布性、连锁性和突变性,其热点呈现空间上的动态迁移特征。② 降雨时空特征和城市化程度决定暴雨内涝灾害的量级,地形条件尤其是微地形则决定发生位置和内涝频率。地形控制作用指数(topographic control index, TCI)对暴雨内涝发生位置具有良好的指示能力。③ 排水管网、高精度地形和不透水面分布是暴雨内涝模拟的关键基础数据;降雨过程的高时空变异性是暴雨内涝近实时预报预警的主要瓶颈,需要充分利用天气雷达观测提高其精准度;互联网众包大数据是获取高空间覆盖度暴雨内涝灾情信息的新途径,但也面临不同类型信息融合、提炼和质量控制的挑战。④ 结合水动力模拟与机器学习可建立兼具物理基础和计算效率的暴雨内涝模拟方法,是实现近实时模拟与快速预报预警的有效途径。     

1990—2020年中国能源开采和加工场地多源数据综合制图与时空变化分析

由于当前缺乏有效的能源开采和加工场地精细化遥感探测方法和高精度的数据产品,全国尺度的能源开采和加工场地时空分布规律的认识仍显不足。本研究基于高分辨率遥感影像、土地利用/覆盖数据、网络爬虫数据、OSM地图数据和环境专题数据等信息,发展了基于多源数据融合和专家知识参与获取的能源开采和加工场地遥感识别和精细化制图的技术方法,研发了1990、2000、2010和2020年共4期的中国能源开采和加工场地分布数据产品及2010—2020年场地植被恢复信息数据产品,作为中国土地利用/覆盖变化数据的组成部分（CLUD-Mining）。CLUD-Mining具有较高的质量和可靠性,数据产品平均精度为91.75%;中国能源开采和加工场地开发建设的面积呈现先增长后减少的发展趋势,1990—2010年,面积增长速度从55.22 km²/a上升到95.51 km²/a,而2010—2020年呈现负增长,平均每年减少27.28 km²;此外,2010—2020年场地植被恢复面积达746.76 km²,主要集中在华北区和西南区;中国能源开采和加工场地分布格局逐渐由东部地区向西部地区转移。本研究对提升中国能源开采和加工场地时空分布特征的认识具有重要意义,可为场地污染治理和生态修复提供重要的数据基础。     

基于高精度DEM和RS技术的滑坡环境指标参数快速提取方法——以陕西省宝鸡市金台区长乐塬特大型滑坡为例

DEM和RS技术是研究滑坡地质灾害的重要资料和手段。近年来,随着高空间分辨率遥感卫星和高精度雷达卫星的上天,可以获取现时性高精度的DEM,使滑坡地质灾害的研究由二维向三维提升。利用IRS-P5数据生成的5m精度的DEM,借鉴GOOGLE的三维可视性原理,将其和高空间分辨率QuickBird(0.61m)数据叠置到数字地球之上,制作成三维可视性图像,进行滑坡环境指标参数提取方法研究。研究结果表明,该方法可直接读取滑坡环境指标的三维参数,具有客观、准确、快速的特点,可为滑坡灾害评估和区域地质灾害危险性评价提供定量化资料。     

利用TM数据提取干旱区土地覆被信息的方法比较

以柴达木盆地香日德绿洲作为研究实验区,对该区域ETM遥感数据经过空间分辨率融合、主成分分析等方法进行空间信息增强及专题信息增强处理,组合最佳视觉背景图像,分别在不同背景图像上选择训练样本,利用最大似然法监督分类方法(MLC)、多空间尺度分层聚类(SSHC)和基于知识的模糊聚类方法(KFC)等分类器,分别用各自训练样本初始化各类别信息特征值,形成类别特征值模式库,分别以此为基础对待分样本进行分类,对初分类的结果经过类别合并、碎斑滤除以及重新编码赋色等分类后处理,得到最终分类结果及分类精度评价结果。从所获数据可以得出如下结论：从总体精度和Kappa值可知,SSHC和．KFC分类方法所获结果精度较高,总体精度比MLC分类结果约高于3％,SSHC之结果精度略高于KFC之结果;SSHC、KFC和MLC三种分类方法对该区域地表覆被信息的提取分类中,SSHC分类方法对耕地、石砾地、河滩和荒漠分类结果较好,KFC分类方法对耕地、沙地、河滩和荒漠分类结果较好,MLC分类方法对耕地、河滩和荒漠分类结果较好,三种分类方法对耕地、河滩和荒漠等三种地类的分类精度较高,用户精度都在80％以上,而对沙地和石砾地的分类结果其用户精度大都低于80％。     

PolarGlobe: A web-wide virtual globe system for visualizing multidimensional,time-varying,big climate data

The increasing research interest in global climate change and the rise of the public awareness have generated a significant demand for new tools to support effective visualization of big climate data in a cyber environment such that anyone from any location with an Internet connection and a web browser can easily view and comprehend the data. In response to the demand, this paper introduces a new web-based platform for visualizing multidimensional, time-varying climate data on a virtual globe. The web-based platform is built upon a virtual globe system Cesium, which is open-source, highly extendable and capable of being easily integrated into a web environment. The emerging WebGL technique is adapted to support interactive rendering of 3D graphics with hardware graphics acceleration. To address the challenges of transmitting and visualizing voluminous, complex climate data over the Internet to support real-time visualization, we develop a stream encoding and transmission strategy based on video-compression techniques. This strategy allows dynamic provision of scientific data in different precisions to balance the needs for scientific analysis and visualization cost. Approaches to represent, encode and decode processed data are also introduced in detail to show the operational workflow. Finally, we conduct several experiments to demonstrate the performance of the proposed strategy under different network conditions. A prototype, PolarGlobe, has been developed to visualize climate data in the Arctic regions from multiple angles.     

天然感潮河道水流紊动特性分析

采用多谱勒三相流速仪，在长江口徐六泾水文观测断面分别进行了涨潮、落潮时中泓与近岸垂线的流速观测，根据这些观测资料，对天然感潮河段潮流紊动的周期、频率、概率密度函数等进行了定量的数学描述，并对时均流速、紊动强度、雷诺应力等沿垂线分布进行了分析计算。     

中国经济增长与制度变迁的空间面板数据分析

以North的体制经济学为理论依据,将新古典经济学的Solow增长模型扩展为一个包含制度变量的计量经济学模型,并结合空间面板数据分析方法,使用1997—2005年中国省区的社会经济数据实证检验了经济制度环境对经济增长的影响。研究结果表明:该时期的制度变迁对中国的经济增长具有显著贡献力,证实了North的制度经济学理论假设。此外,空间面板数据的分析方法深入地揭示了省域经济活动之间存在的空间自相关性,即地区之间通过技术扩散、要素转移以及社会文化交流等在地理空间上发生相互影响。     

陆态网VLBI站坐标解算

介绍“中国大陆构造环境监测网络”VLBI站坐标解算的方法和过程.采用1994-2009年共50次观测数据解算台站及基线的年变化率,得到了台站的坐标及基线的年变化,并给出了VLBI站坐标解算的统计分析结果.     

基于多源数据的主体功能区划分方法——以广州市为例

以广州市为例,基于城市感知数据、遥感影像等多源数据,采用卷积神经网络对遥感影像进行了语义提取,将提取结果与兴趣点（Points of Interest）样方密度的功能用地识别结果进行补充校验,根据政策和规划文件建立功能用地与主体功能区之间的关联,利用信息熵分析广州市功能用地混合程度,以辅助判别主体功能区,最终得到广州市主体功能区划分结果。将划分结果与《广州市主体功能区规划（2008—2020年）》和《广州市城市总体规划（2017—2035年）》草案对比验证,结果表明文章所提出的方法精准度较高,并能体现广州市空间格局形态,反映主体功能区实际分布情况。