基于复杂性科学的绿洲城镇化演进理论探讨

基于复杂性科学,引入涌现、协同、“吸引盆”等概念和模型,从涌现生成、协同维生、临界相变三个维度构建绿洲城镇化演进的理论框架。对绿洲城镇化的生成、演化和转型的过程与机理进行系统剖析,并据此对诺瑟姆曲线进行新的解读。研究表明：① 绿洲城镇是以人为核心的绿洲地域系统在多时空维度上的结构和功能的整体涌现现象,涌现形成的条件包括生成主体、自组织与受限生成机制、环境策略;② 竞争与协同机制维持了绿洲城镇化系统的生命活力与进化稳定,是系统演化的根本动力,系统不同层级具有不同的协同维生机制,根据协同学和耗散结构理论构建的绿洲城镇化演进的协同度和有序度可以识别系统演化方向;③ 绿洲城镇化过程实质上也是系统的自组织临界相变,该过程是一个渐变与突变、有序与混沌、稳态与非稳态的辩证统一;④ 时空间的正负反馈机制使绿洲城镇化复杂性与有序性不断提高,且不断向自组织临界态靠近,城镇化系统外在表现为活力与多样性增强。     

天津市经济增长与环境污染水平关系

摘要：以经济增长与环境污染水平计量模型——环境库兹涅茨曲线为理论基础,分析天津市经济增长与环境污染之间的关系,其环境库兹涅茨曲线与传统的环境库兹涅茨曲线形态不同,出现波动性特征,呈“U型+倒U型”。其中第一阶段为1992年前,工业结构以轻工业为主,随着工业废水治理力度的提高,污染恶化趋势有所遏制,1992-1993年为“U”型环境库兹涅茨曲线的低谷;第二阶段为1992年-1998年,工业结构以重工业为主,固体废弃物与气体污染程度逐渐增加,环境污染水平有所提高,1997-1998年出现“倒U”型曲线的高峰;第三阶段为1998年后,随着综合治理措施的不断加强,城市环境质量总体处于好转态势,曲线开始出现下降趋势。分析表明,引起上述变化的原因与产业结构的变化、环境政策取向、环境保护投资力度等因素有明显关系。     

基于多颗在轨高度计数据的中国近海平均海平面模型建立

联合使用Jason-2成功发射3 a来的Jason-2(cycle 001-113)、轨道调整前后的Envisat(cycle 070-107)以及轨道调整后的Jason-1(cycle 263-352)等在轨高度计卫星数据,首先对电离层延迟校正项进行平滑处理,再经过数据编辑和各项地球物理及环境改正后,对周期(cycle)逐一进行统计验证并剔除交叉点不符值异常的数据周期,采用共线处理和交叉点平差削弱海面时变和径向轨道误差的影响,再经参考椭球和参考框架基准的统一,最后选用Shepard方法建立了我国海域及邻海海域(0°~45°N,100°~140°E)2'×2'分辨率的平均海平面模型。将所建立模型与MSS_CNES_CLS01模型和MSS_CNES_CLS10模型进行了比较,不符值RMS分别为8.28和11.65 cm,验证了所开展模型的正确性。     

基于隐马尔可夫模型平滑估计的随机噪声压制方法

以地震勘探记录去噪为目标,本文提出了一种隐马尔可夫模型平滑估计方法.它是在基本隐马尔可夫模型滤波基础之上,运用信号检测环节将带噪信号段和无信号段加以区分,构建带噪地震记录的状态转移模型,在贝叶斯框架下,利用平滑密度函数进行状态估计,从而达到压制噪声的目的.数值模拟表明,无论对信噪比还是均方误差,隐马尔可夫模型平滑估计处理后的重构信号优于常规的维纳滤波所恢复信号.我们可以期待这种方法会成为实际地震记录噪声压制的有效手段.     

Characterising soil property in an area with limited measurement: a Bayesian approach

The Bayesian approach has been proved useful to geotechnical engineering especially when project-specific data/measurements are very limited. In this paper, we introduced a new Bayesian algorithm to estimate soil properties at each location of a study area, with very limited project-specific data. In addition to the proposed methodology and algorithms, we also conducted a model application to estimate soil permeability for each of the 64 locations within a 4-by-4 m² area, based on very limited project-specific data, that is, one measurement from each location.     

重庆巫山县望霞危岩体破坏及变形失稳预测

望霞危岩历史上多次发生山体崩滑变形破坏,最近两次大的危岩变形破坏都发生在雨季过后的10月份。鉴于此从危岩体区域地质背景、降雨、岩体结构等几个方面分别论述了产生崩塌灾害的原因,同时根据危岩体各段的变形特征及监测资料分析。认为,望霞危岩体的产生和发展,主要受控于特殊的地质构造环境和临空的高陡边坡条件,在持续性降雨的诱发下使危岩体多次失稳。结合2010年10月21号灾变后的监测数据,该危岩体总体变形趋势持续增大,还可能再次发生破坏,为此作者采用指数平滑法预测模型,以危岩的变形值和变形速率为判据,对危岩再次失稳时间进行动态跟踪预报,根据危岩的实际情况,对部分监测点位移进行了试验性及验证性的建模和预测,取得了较高的预测精度。对该危岩体的防治施工及确保长江航运安全具有重要的意义。     

Isobathymetric Line Simplification with Conflict Removal Based on a B-spline Snake Model

This paper introduces a new method for the smoothing of isobathymetric lines for marine chart construction. Specific constraints have to be observed as the chart must be legible and safe for navigation. The method, based on a snake model, respects these constraints of legibility and safety which impose a direction for curve deformation. Conflicts such as self-intersections are also considered. These two points are the main contributions of the paper as current methods cannot deal with such constraints. Several case studies are presented and results obtained on real data are discussed.     

Airborne remote sensing of cloud radiative smoothing during the Baltex Bridge Cloud campaign

Based on airborne observations during the Baltex Bridge Cloud (BBC) campaign in September 2001, the impact of two layer cloud systems, gas absorption and surface albedo on cloud radiative smoothing is investigated. Multispectral nadir radiance measurements have been conducted which cover the visible and near infrared wavelength range. The observed radiances are transformed into Fourier space where ranges of scale-invariance are identified. Associated slopes and scale breaks are determined and used to characterize the impacts on cloud radiative smoothing. The results reveal that an increase of gas absorption reduces the small scale slope and the scale break due to a decreasing likelihood of horizontal photon transport. Another impact is that the increasing gas absorption reduces the cloud surface interaction, which is indicated by an increase of the large scale slope. An increasing surface albedo results in large scale cloud radiative smoothing and is associated with a decrease of the large scale slope. This effect depends on the cloud height and the cloud morphology. Two layer cloud systems exhibit a similar behaviour in Fourier space as large surface albedos beneath a single cloud deck. It is argued that the impact of two layer cloud systems on large scale cloud radiative smoothing may not be typical for two layer clouds.     

1991年7月初江淮地区特大暴雨中不同尺度天气系统分析

利用水平平滑滤波方法对不同等压面上大尺度场的分析结果表明：在1991年7月1日—5日的暴雨过程中，从高层到低层青藏高原北部有一急流中心，急流中心位于40°N附近。和这次暴雨过程直接对应的急流中心位于29°N附近。1－5日这两个急流中心均稳定少动且中心风速比常年大。大范围降水区中的强暴雨中心和中低层的流场、风场辐合区以及扰动低压中心吻合较好。低层等压面上大中尺度系统相互作用项的区域平均值对700hPa中尺度系统发展的贡献最大。高层200hPa和中层500hPa贡献数值接近，高中低层大尺度系统相互作用项对700hPa中尺度系统发展的贡献具有同步性。     

位涡趋势诊断方法在高分辨率模式资料中的应用

位涡趋势（Potential Vorticity Tendency,PVT）诊断方法已经在台风移动研究中得到较多的应用,但是多用于水平分辨率几千米的模式输出资料。发现用位涡趋势方法诊断台风移动时,模式资料输出时间间隔必须与模式空间分辨率匹配,这是因为位涡趋势方法需要同时用时间和空间差分方法计算位涡的趋势和分布。当模式水平分辨率高于1 km时,模式可以模拟小尺度系统,相应的模式输出时间间隔必须缩短,使得模式输出资料能够代表小尺度系统的变化趋势。由于小尺度系统导致的位涡变化不能直接影响台风移动,建议应用两种方法解决位涡趋势方法中的时、空匹配问题:（1）当空间分辨率增加时,相应缩短模式输出资料的间隔;（2）不改变模式输出时间间隔,对计算位涡的物理量进行空间平滑,滤去小尺度系统的影响。