基于GIS的商业网点选址研究与实现

利用平面／网络优化模型，综合权衡市区选址的基本费用及商业网点日常经营的成本，引入交通便利因子作为限制条件，并运用直接搜索的Dixon方法，加强了不确定性选址问题的约束条件，降低不确定性问题计算的复杂度，减少在选址问题实现中主观因素对选址结果的影响。最后以某区新建商业网点选址为例，详细分析了直接搜索算法应用的具体过程。     

地下结构孕险环境危险性预警的改进SVM模型

针对地震作用下孕险环境样本数据有限、复杂非线性等特点,提出了一种基于最小二乘支持向量机的地下结构孕险环境危险性预警方法。围绕地震后效应的地下工程区域孕险环境危险性预警目标和特征参数,设计孕险环境危险性问题的向量机表示形式,提出孕险环境危险性支持向量机训练工作机制,利用支持向量机结构风险最小化原则和非线性映射特性,建立基于最小二乘支持向量机的地下结构孕险环境危险性预警模型及其算法组件,并利用遗传算法优化其惩罚函数和核函数参数,隐式表达孕险环境危险性与其影响因素之间的非线性关系。结果表明,模型具有有效的小样本学习能力,具有较高的拟合和预测精度,明显优于神经网络等预测模型。     

From pollen percentage to vegetation cover: evaluation of the Landscape Reconstruction Algorithm in western Norway

The Landscape Reconstruction Algorithm (LRA) with the two models REVEALS and LOVE is developed to transform pollen percentage data to vegetation cover. This paper presents the first study to evaluate LRA in a region with large topographic variations within a short distances. The REVEALS model estimates regional vegetation abundance based on pollen assemblages from large lakes (100–500 ha). Pollen surface samples from one large and 28 small lakes are used together with a combination of regionally derived pollen productivity estimates and available estimates from other regions of Europe. The results show a good relationship between REVEALS‐estimated forest cover and vegetation abundance based on the CORINE land‐cover data. The REVEALS results using various sets of pollen assemblages from small lakes were comparable to those using one large lake. Local vegetation abundance using the LOVE model was estimated around 26 lakes. For common taxa, such as Pinus and Poaceae, the LOVE‐based estimates of plant abundance match well with the distance‐weighted plant abundances based on vegetation maps. Our results indicate that the LRA approach is effective for reconstruction of long‐term vegetation changes in western Norway and other regions with high topographic relief when no major gradients exist in the pollen data.     

面向山地徒步应急救援路径规划的改进蚁群算法研究

当消防事故发生在无明显道路或道路稀疏的野外复杂山区时,如何在复杂山地环境中规划安全、快速通过的路线至关重要。针对蚁群算法在复杂山地路径规划中容易陷入局部最优以及搜索时间较长的问题,本文提出一种适用于细粒度野外山地环境的徒步应急救援路径规划算法。本文首先根据已有文献分析地表信息与人类运动速度之间的关系,综合地表灌木盖度与地形坡度因素设计寻优算法的目标函数和启发函数;接着采用定向范围视野的蚂蚁搜索方式,决定蚁群算法寻优过程中每一步的网格选择;最后采用拉普拉斯分布调整初始信息素、添加隔离信息素、融合遗传算子与分组更新常规信息素的方法改进蚁群算法。将算法应用到400×400、1000×1000、5000×5000、10 000×10 000网格数的野外山地环境进行实验对比,实验结果表明,采用定向范围视野与优化启发函数的各蚁群算法在四组实验中均能得到可行路径,验证了方法的有效性;本文算法求解的路径质量优于另外三种算法,在四组实验中分别提高了0.52%～4.95%、4.71%～5.39%、2.26%～13.11%、3.84%～9.16%;此外,在野外三维山地环境中,定向范围视野的搜索方式缩减了搜索...     

结合遗传算法的LVQ神经网络在声学底质分类中的应用

学习向量量化（Learning Vector Quantization,LVQ）神经网络在声学底质分类中具有广泛应用. 常用的LVQ神经网络存在神经元未被充分利用以及算法对初值敏感的问题,影响底质分类精度. 本文提出采用遗传算法（Genetic Algorithms,GA）优化神经网络的初始值,将GA与LVQ神经网络结合起来,迅速得到最佳的神经网络初始权值向量,实现对海底基岩、砾石、砂、细砂以及泥等底质类型的快速、准确识别. 将其应用于青岛胶州湾海区底质分类识别研究中,通过与标准的LVQ神经网络的分类结果进行比较表明,该方法在分类速度以及精度上都有了较大提高.     

格陵兰冰盖次表面湖多源遥感监测——以格陵兰中西部流域为例

格陵兰冰盖在夏季会发生剧烈融化,融水在低洼处汇集形成冰面湖,储存了大量的融水,在冰盖的水文系统中起着至关重要的作用,是格陵兰冰盖质量平衡的重要组成部分.近期有研究发现大量的冰面湖在冬季不会完全冻结,而是掩埋在雪层或冰层下以液态水形式存在,形成冰盖次表面湖.冰盖次表面湖对格陵兰冰盖稳定性和物质平衡会产生重要的影响.由于次表面湖存在于冰盖表层之下难以通过可见光影像进行提取和分析,次表面湖的监测成为次表面湖研究的难点之一.本研究提出一种利用Landsat8和Sentinel-1数据自动提取次表面湖范围的方法.该方法先利用可见光影像提取夏季冰面湖的范围对SAR影像进行掩膜,再根据冬天水体和冰面的后向散射具有可分性的原理,通过Rosin阈值分割算法,提取得到2018—2019年冬季格陵兰中西部流域的次表面湖并对其分布进行分析.在研究区内选择10个测试区域,利用该方法对区域内的次表面湖进行目视解译,并对算法自动提取次表面湖结果进行精度验证.结果表明,本研究提出的自动提取算法Kappa系数为0.85.基于该方法,本研究在2018年格陵兰中西部流域共提取夏季冰面湖的面积为102.28 km².约43.09%的夏季冰面湖不会完全冻结,从而在冬季形成次表面湖(面积为44.07 km²).

     

JRC-JCS模型抗剪强度估算的平均斜率法

结构面对工程岩体的稳定性有着决定性的影响,结构面的抗剪强度参数是分析岩体稳定的关键的参数。本文回顾了结构面抗剪强度估算的JRC-JCS模型及其估算方法,提出了可快速估算结构面抗剪强度参数的平均斜率法,并通过对比分析阐明平均斜率法的优越性。     

A study of the seismic response of the city of Benevento (Southern Italy) through a combined analysis of seismological and geological data

A previous analysis [Improta, L., G. Di Giulio, and A. Rovelli (2005). Variations of local seismic response in Benevento (Southern Italy) using earthquakes and ambient noise recordings, J. Seism. 9, 191–210.] of small magnitude earthquakes recorded at 12 sites within the city of Benevento has stressed the significant role played by near-surface geology in causing variability of the ground motion. In this paper, we extend the study of the seismic response from 12 sites to the entire urban area. Based on inferences from the comparison at the 12 sites between earthquake and ambient vibration results, we have collected ambient noise at about 100 sites within the city, intensifying measurements across the main shallow geological variations. We use borehole data to interpret ambient noise H/V spectral ratios in terms of near-surface geology comparing H/V curves to theoretical transfer functions of 1D models along five well-constrained profiles.

On the basis of geological, geotechnical, and seismic data, we identify three main typologies of seismic response in the city. Each type of response is associated to zones sharing common soil conditions and similar soil classes according to building codes for seismic design. Moreover, we find that the spatial variation of the seismic response in the ancient town area is consistent with the damage pattern produced by a very destructive, well-documented historical earthquake that struck the city in 1688, causing MCS intensity of IX–X in Benevento.

Finally, we use ground motions recorded during the experiment by Improta et al. [Improta, L., G. Di Giulio, and A. Rovelli (2005). Variations of local seismic response in Benevento (Southern Italy) using earthquakes and ambient noise recordings, J. Seism. 9, 191–210.] to generate synthetic seismograms of moderate to strong (Mw 5.7, Molise 2002 and Ms 6.9, 1980 Irpinia) earthquakes. We calibrate the random summation technique by Ordaz et al. [Ordaz, M., J. Arboleda, and S.K. Singh (1995). A scheme of random summation of an Empirical Green's Function to estimate ground motions for future large earthquakes, Bull. Seism. Soc. Am. 85, 1635–1647.] using recordings of these earthquakes available in Benevento. After a satisfactory fit between observed and synthetic seismograms, we compute response spectra at different sites and speculate on effects of the geology class at large level of shaking, including soil nonlinearity. We find that large discrepancies from design spectra prescribed by seismic codes can occur for a wide sector of Benevento, especially for periods < 0.5 s.     

气候变暖的显著性检验以及温度场和降水场的时空分布特征

用近百年来全球温度和降水资料研究了20世纪20年代和80年代两次全球性气候突然变暖现象,并利用Mann-Kendall突变检验方法对其进行突变检验.分析表明,温度场和降水场的经验正交分解函数的主分量(EOF1),能够很好地表征相应变量年代际时间尺度上突变空间分布型的主要特征,因而用温度资料的EOF1讨论了两次突然变暖的全球空间和时间分布特点.在全球两次突然变暖的同时也发生了相应的降水空间分布型突变.对比分析表明,两次变暖事件的基本特征并不相同,说明引起两次突变的物理机制也不相同.     

基于唐宋文人足迹集聚性分析的中心文化城市变迁

中国历史文化研究一直是中国文学研究的热点,大量的研究都是基于文学作品本身或文人个体特征进行,缺乏大数据的支持;历史的发展是大量个体共同驱动的结果,文化地理中众多文人的行为潜在影响着古代文化分布和变迁。本文提出基于文人群体运动行为的位置关联和聚合的大数据分析方法,根据唐宋时期文人的移动足迹数据来论证中国历史上的文化中心城市的变迁。文化地理领域中的3次文化中心转移的观点,是基于3次历史事件驱动的定性推理分析,缺乏有效的古代文化方面的数据支撑。本文力图从数据科学、信息科学和GIS分析角度来审视这一结论。从人文领域已经出版的学术研究著作中采集唐宋时期具有代表性作家的11万条足迹数据,利用GIS的位置关联技术形成足迹图,构建了文人迁徙网络图;并采用空间化的PageRank算法计算出唐宋时期各城市的文化吸引力,直观地呈现出了不同时期文人聚集的中心城市,重塑唐宋文化中心变迁。同时,从定量、地理位置变化和时序角度剖析了中国不同时期城市的文化吸引力的分布和变化。为论证中国文化中心的南北变迁,对唐宋时期的城市文化吸引力聚合,以20年间隔来科学计算出南北文化中心的对比和演变,科学表现文化中心的南北随时间的变化,论证了中国文化中心3次南移的后2次,发现中国文化中心南移的时间早在北宋时期就已完成。