繁华若梦—稳定同位素地球化学家Epstein的故事

本刊自2021年第1期起继已有的“科学人生”“科海钩沉”栏目侧重发表我国地学先辈献身祖国科学事业的感人事迹之后,将陆续刊发科学网网红博主,以撰写全球著名地球科学家及学科简史著称的宋建潮老师的系列博文,包括世界著名经济地质学家,地学大师以及地质随想等系列中的精品,以飨读者。本专栏发表的文稿大多系作者近年新发表的博文,本刊转载前均经作者授权及修改。宋老师博文一贯以大量阅读信息基础上的史实为素材,再以充满激情和文学想象力的文字串联成文,夹叙夹议,姿意挥洒,并加以画龙点睛风格的标题及插图或照片,深受科学网广大读者,特别是青年学子的喜爱,时至今日,在科学网的拥趸已近百万(截止2020年底访问量为932744)。在两个百年交汇之际,科技创新与科学普及工作必将提升到新的层面,本刊也会加强第三板块的组稿工作,向广大地学工作者、特别是中青年地学科技人员、研究生群体及科普爱好者及时推送高质量的科技科普作品,助力科技创新,同时也热忱欢迎广大读者反馈意见和投稿。开辟及转载宋建潮老师的博文专栏,进一步扩大受众,激励更多的青年学子献身科技创新的伟大事业,就是本刊的一次新的尝试。     

2011~2020年勘查地球化学数据处理研究进展

我国建立了包含海量数据的高质量的勘查地球化学数据库,为矿产勘查、环境评价和地质调查等提供了重要的数据支撑。如何高效处理勘查地球化学数据,并从中发掘和识别深层次信息一直是勘查地球化学学科研究的热点和前沿领域。本文在系统调研国内外学者过去十年发表的论著基础上,对勘查地球化学数据处理方法进行分析与对比,从勘查地球化学数据库建设、地球化学异常识别及其不确定性评价等方面概述了我国近十年来在该领域取得的主要研究进展,包括:(1)分形与多重分形模型由于考虑了地球化学空间模式的复杂性和尺度不变性,在全球范围内得到极大的发展和推广,我国学者引领了基于分形与多重分形的勘查地球化学数据处理;(2)机器学习和大数据思维开始在该领域启蒙,并迅速得到关注,正在成为研究热点和前沿领域,我国学者率先开展基于机器学习算法的勘查地球化学大数据挖掘研究;(3)我国学者需要进一步加强勘查地球化学数据缺失值处理以及成分数据闭合效应研究。今后该领域应进一步加强对弱缓地球化学异常识别、异常不确定性评价以及异常识别与其形成机理相结合等方面的研究。     

地球科学大数据的管理与共享：以英国地质调查局为例

大数据驱动的研究范式正在引起地学领域的革命,而海量大数据的有效管理和共享是数据高效利用的前提。英国地质调查局作为最早成立的国家地质调查局,拥有海量的地学数据资源,通过近年来对数字化工作的全面推进,在数据的开放共享方面走在了世界各国的最前沿。文章对英国地质调查局的数据资源管理和数据共享方式进行了分析调研,详细介绍了他们的一站式管理平台——开放地学的主体组成,以及他们与同行合作建设的数据库。开放地学全面汇总了地调局内的数据资源,并通过一系列数据共享将所有数据集有机链接,通过数据和模型的巧妙结合,在满足用户数据需求的同时,对数据的应用进行了全方位的拓展,是地球系统科学研究框架下地球科学数字化工作的良好典范。     

地学信息图谱研究

地学信息图谱具有图形与谱系的双重特性,是由大量地学数字信息经过图形思维与抽象概括,并以计算机多维与动态可视化技术,显示和揭示地球系统及各要素和现象空间形态结构与时空变化规律的一种手段与方法。本文分别论述了:①图谱的基本概念;②地学信息图谱产生和发展背景;③地学信息图谱的分类;④地学信息图谱建立基本过程与步骤;⑤地学信息图谱应用实例———区域可持续发展虚拟系统;⑥地学信息图谱的意义与展望。     

科学计算程序库WHIGG F90 LIB及其地学应用

WHIGG F90LIB(WFL)是一款用FORTRAN90语言编写的用于地球学科的计算程序库。应用WFL可以减少重复性编程,方便地解决科学计算中数据的预处理问题,结合多种分析方法,对科学问题进行定量分析。利用WFL在地球重力场、气候涛动和数字信号处理3个方面的应用实例,以验证WFL在科学计算中应用的有效性。     

北京市GPS网解算时IGS站的选取实验

用实验的方法,讨论了北京市GPS台网在用GAMIT软件解算时,选取IGS基准站的空间分布(南北半球、网内网缘、均匀展布)、数量分布(0到8个IGS站)对解算结果精度的影响。由于受观测站数量和IGS站观测数据质量的影响,在保证精度的前提下,为了提高观测数据的利用率,需要增加IGS站数量。根据2004全年的解算结果,北京台网选择9到10个IGS站较为合适。     

国家数字地震台数据处理研究

为了突显被淹没在噪声背景下的有用信息,对国家数字地震台的数据处理方法进行了研究,并用Matlab程序给出了详细的设计过程。     

基于主体人与地学本体的人-地-GIS关系讨论

“人-地-GIS”关系是地理信息科学及相关研究的基础。传统的人-地-GIS双向联系模型正在向以地学本体为核心的本体中心模型演化。通过主体人与客体人的区分,探讨两者在“人-地-GIS”关系中的地位与作用,分析人-地、地-GIS与人-GIS的相关关系。通过地学本体与本体论的分析,讨论地学本体与科学本体、哲学本体论之间的关系,分析地学本体与类、元数据之间的区别与联系。进而构建以地学本体为核心的“人-地-GIS”关系新模型,该模型整体上分为认知与再现两部分,由核心的本体模型及人的认知层、GIS的模型层与“地学”现象及其关系层构成。以主体人的认知为主线,讨论该模型中各模块的功能与相互关系,指出今后的发展方向。     

地学信息图谱时空维的诠释与应用

地学信息图谱所研究的地理空间规律和地理过程均具有一定的区域相似性, 故其在空间和时间上具有一定的区域特征,因此对地学信息图谱的研究均有空间和时间尺度方面的范畴。尺度是研究客体或过程的空间维和时间维。根据研究性质、研究对象的空间规模等方面的不同,地学信息图谱的空间尺度可分为大尺度、中尺度和小尺度;按研究的时间尺度不同,地学信息图谱的时间尺度可分为长时间尺度、中等尺度和短时间尺度。地学信息图谱的时空维是指地学信息图谱数据源的时空维或地学信息图谱可以表达的时空维,不同的时空维表达不同的特征和内容。     

Small target extraction based on independent component analysis for hyperspectral imagery

IntroductionFeature extraction or transformation is a key stepfor target detection in hyperspectral imagery. Thepurpose is to transform the high-dimensional imageinto low-dimensional image series so that the differ-ences between the targets and the backgr…