基于广义3S技术的森林资源经营管理系统建设

针对我国森林资源经营管理处于比较粗放的水平,将现代测绘科学与林业相结合,构建基于广义3S技术的森林资源经营管理系统。     

黑体辐射定律遥感教学改革设计与实践

普朗克黑体辐射定律是遥感类课程教学的重点和难点,本文以定律分析为核心,从数值模拟大气层顶太阳光谱辐照度曲线、卫星传感器光谱响应函数卷积计算、地物行星反射率计算及地表温度反演4个方面入手,对黑体辐射定律理论教学和实践教学内容进行优化设计和教学实现。实践证明,该教学改革不仅可以使学生更容易理解和掌握黑体辐射定律揭示的基本规律,而且以此为基础,能够使学生通过实践加深对地物两大特性(反射特性和热辐射特性)的理解,提高学生对遥感类课程的兴趣。     

珠江三角洲交通通达性空间格局与人口变化关系

基于1988年、1998年、2008年陆路交通网络数据,借助GIS软件,分析了1980年代以来珠三角地区交通网络通达性空间格局的变化,并采用GAM模型,定量分析了1980～2009年期间陆路交通网络与人口变化之间的关系。结果表明:研究时段内,公路交通通达性空间格局以穗-莞-深一线为最高,向外围逐渐递减;铁路交通通达性空间格局以广佛地区为中心向外围逐渐递减;陆路交通网络发展主要受公路网络的影响,铁路在整个交通网络中所起的作用较弱;各阶段通达性提高幅度差异较大,存在递减效应,第一阶段(1988～1998年)通达性提高较第二阶段(1998～2008年)更为显著;公路交通、铁路交通与人口变化关系具有差异性,公路交通对人口变化的作用显著,三个时段内其对人口变化的解释贡献率分别为11.56%、48.07%、44.92%,铁路与人口变化的关系较为薄弱,但在1990年以后,随着铁路网络扩展以及铁路运输服务水平的提高,其与人口变化的关系逐步增强。     

南京过去100年极端日降水量模拟研究

在南京过去100年日降水资料的基础上,利用极值理论中的区组模型和阈值模型分析了极端日降水分布特征.首先通过广义极值(GEV)模型模拟了日降水的年极值序列(AMDR),用极大似然估计(MLE)方法计算了模型的参数,并借助轮廓似然函数估计出参数的精确误差区间,同时采用4种较直观的诊断图形对模型的合理性进行全面评估,结果表明Frechet是区组模型中最适合描述极端日降水分布特征的函数.其次,将日降水序列分3种情景构建极值分布的阈值模型(GPD),考察了观测数据的规模对应用该模型的限制,重点讨论了如何针对给定观测样本选择合适的阈值收集极值信息.分析结果认为,长度不小于50年的气候序列,采用24 mm的日降水量作为临界阈值均能进行GPD分析.该阈值处于年降水序列第91个百分位附近,即对目前长度为50年左右的日观测资料,第91个百分位点以上的数据基本能满足GPD研究的需要.另外,根据GEV和GPD对未来极端降水重现水平的推断情况,GPD预测值的置信区间要比GEV的窄,极值推断的不确定性相对也较小,更适合用于研究中国目前规模不大的气候资料.最后,对GPD模型的形状参数和尺度参数进行变换,分别引入描述线性变化的动态变量,分析降水序列中潜在的变异行为对极值理论应用的影响.这种变异包括降水序列中长期的均值变化及百分位变化,从模拟结果看,暂未发现资料变异行为对极值分析产生显著于扰.     

导线覆冰极值的概率分布模拟及其应用试验

利用南方地区多个气象站和电力部门观冰站的导线覆冰逐日冰厚资料,将广义极值分布和广义帕雷托分布引入导线覆冰的概率模型研究中,通过超门限覆冰次数的泊松分布拟合检验,结合H ill图解,提出了基于超门限峰值法门限值的确定方法;对两种分布在导线覆冰极值模型拟合的适用性研究表明,广义帕雷托分布对各站覆冰冰厚极值的拟合精度最高;重现期冰厚极值估计随样本长度的变化分析表明,广义帕雷托分布模型极值估计的稳定性比广义极值分布强,一般样本容量达到25 a左右时,广义帕雷托分布重现期冰厚极值的估计趋于稳定,可以作为短序列下估计导线覆冰极值的较好方法。     

山西省主汛期极端变化降水特征

利用环渤海地区60个测站1961～2008年逐日降水资料,采用L矩参数估计方法对各站超临界值日极端降水拟合广义帕雷托分布。结果表明,广义帕雷托分布能够很好地拟合环渤海地区日极端降水的概率分布,其尺度参数、形状参数与极端降水重现期的地理空间分布密切相关,重现期50、100年一遇的日极端降水空间分布基本一致,山东南部、河北西南部、辽宁西部与河北东北部等区域具有较高极端降水值。     

基于5分钟雷达资料降水估测模型的比较

For the Z-R relationship in radar-based rainfall estimation, the distribution of corresponding R values for a given Z value （or the corresponding Z value for a given R value） may be highly skewed. However, the traditional power-law model is physically deduced and fitted under the normal-distribution presumption of radar wave echoes associated with a rain rate value, and it may not be very appropriate. Considering this problem, the authors devised several generalized linear models with different forms and distribution presumptions to represent the Z-R relationship. Radar-reflectivity scans observed by a CINRAD/SC Doppler radar and 5-minute rainfall accumulation recorded by 10 ground gauges were used to fit these models. All data used in this study were collected during some large rainfalls of the period from 2005 to 2007. The radar and all gauges were installed in the catchment of the Yishu River, a branch of the Huaihe River in China. Three models based on normal distribution and a dBZ presumption of gamma distribution were fitted using maximum-likelihood techniques, which were resolved by genetic algorithms. Comparisons of estimated maximized likelihoods based on assumptions of gamma and normal distribution showed that all generalized linear models （GLMs） of presumed gamma distribution were better fitted than GLMs based on normal distribution. In a comparison of maximum-likelihood, the differences between these three models were small. Three error statistics were used to assess the agreement between radar estimated rainfall and gauge rainfall： relative bias （B）, root mean square error （RMSE）, and correlation coefficient （r）. The results showed that no one model was excellent in all criteria. On the whole, the GLM-based models gave smaller relative bias than the traditional power-law model. It is suggested that validations conducted in many previous works should have been made against a specific criterion but overlooked others.     

广义Ertel-Rossby不变量在北京“7.21”暴雨过程分析中的应用

在绝热无摩擦大气中,具有守恒性及可反演性的Ertel位涡(PV)在大尺度天气系统分析中有广泛应用。由于忽略了力管项的作用,PV用于分析中小尺度天气系统演变时受到局限。从广义速度推导得到的广义Ertel-Rossby不变量(GERI)除了包含有PV的守恒性,还包含了螺旋度效应及力管项的作用,对于分析研究快变流型的中小尺度系统演变有一定优势。用GERI分析2012年7月21日北京地区的特大暴雨过程,表明GERI在暴雨区有明显的异常出现,其异常基本与暴雨出现时间同位相,表明GERI的定义涵盖了螺旋度和PV,也包含了暴雨发生时的旋转斜压大气的力管项效应,确实能体现暴雨过程中的流型快变的特点,可以作为独立的变量来分析和揭示造成暴雨的低涡系统的动力结构,为诊断和预报暴雨落区提供新的动力物理量。     

开普勒与伽利略

开普勒及行星运动三定律 约翰尼斯·开普勒（Johannes Kepler）生于德国南部一个小镇——威尔。他是七个月的早产儿,从小体弱多病,四岁时的天花在脸上留下疤痕。他的父亲早年弃家出走,母亲脾气很坏,他14岁时出了一场天花,从此眼睛受到很大的损伤。     

1979年—2014年三峡库区月平均气温的时空变化分析

三峡区域气温变化长期以来受到科研人员和公众的关注。受三峡复杂地形的影响,仅仅基于气象站点观测数据很难准确获取区域气温变化的空间格局,遥感技术则可以通过提供空间连续的地表观测数据来辅助气温变化分析。以广义加性模型GAM (General Additive Model)为插值算法,以高程和夜间地表温度(LST_night)遥感产品为辅助变量,估算三峡库区1979年—2014年1 km空间分辨率的月气温数据,在此基础上分析了气温变化趋势的时空特征及其与高程和森林覆盖率的关系。研究表明,(1)在插值算法中引入遥感产品LST_night作为辅助变量可以明显改善气温估算精度,冬春季的改善幅度高于夏秋季;(2)三峡库区年平均气温在1997年后明显上升,但在2003年库区蓄水后无明显变化趋势,几乎所有月(除12月以外)的气温都呈现上升趋势,增温趋势最显著是3月和9月,3月增温主要来自于库区东部山区的贡献,而9月增温主要来自于库区西部平原的贡献;(3)多数月份(除7月、8月、9月以外)的低温上升速度超过高温上升速度,导致区域气温的动态变化范围缩小;(4)三峡库区年平均气温上升速度与高程呈正相关,即海拔越高,升温越快,但在同一海拔高度处,森林覆盖率越高,年均气温上升速度越慢,暗示森林具有抑制增温的作用。