Mapping optimization based on sampling size in earth related and environmental phenomena

A critical sampling grid can be defined for an earth related natural variable distributed in space, according to established theoretical results and under certain mathematical conditions. Sampling above this critical limit does not substantially improve mapping results, while based on this limit the ideal process of reproducing the original phenomenon is theoretically defined. The aim of the present paper is, by using an innovative approach; to investigate the validity of commonly used interpolation algorithms, both stochastic and deterministic, below and above this critical sampling limit. When sampling is dense, application to a simulated spatial random field shows that the results are equally accurate with those derived with more sophisticated stochastic methods. On the other hand, when the sampling grid is sparse, deterministic methods produce less accurate results, therefore stochastic algorithms with minimum estimation error are a much better option. To further demonstrate these points, the interpolation algorithms were applied in three different sampling grid densities in a contaminated waste disposal site in Russia.     

基于MATLAB的图解粒度参数计算

粒度特征是沉积物的基本特征之一.计算沉积物粒度参数的方法主要有矩法和图解法两种,其中图解法必须通过手工作图求累积曲线,是一项相当繁杂的劳动,不利于计算大量样品.文中提出的方法将图解求沉积物样品的累积曲线百分位数的过程转化为不等区间的一维函数内插值问题,然后利用通用程序MATLAB的函数功能求解百分位数和计算粒度参数.计算结果和验算表明MATLAB计算相当可靠,完全可以代替手工作图.该方法原理简单,使任何懂或不懂编程的沉积分析人员,都能在计算机的帮助下无须作图用图解法计算样品的粒度参数,既能使粒度分析从繁杂     

我国低纬季风区晚冰期以来水文变化：南岭东部高分辨率湖沼沉积记录

南岭东部定南大湖盆地湖沼相沉积高分辨率记录揭示了16.0cal ka BP以来的水文变化过程。由于该盆地主要以降水补给为主,故其水文变化过程是该地区气候与环境变化的忠实反映。多气候代用指标揭示晚冰期以来的Oldest Dryas、Blling、Older Dryas、Allerd和Younger Dryas等短尺度气候快速变化事件。10.0～6.0cal ka BP期间,该地区降水最为丰沛,暗示了夏季风在该时期最强盛,但在约9.7～9.4cal ka BP和8.8～8.2calka BP前后出现过降水骤减事件;在6.0～3.0cal ka BP期间,研究区降水显著减少,夏季风势力明显减弱。大湖盆地全新世气候变化记录与我国低纬度区域近年来的研究记录具有很好的一致性,说明低纬地区全新世适宜期应在10.0～6.0cal ka BP期间。在全球气候变化对比上,大湖盆地降水减少时期大多对应于北大西洋深水流或温盐循环减弱时期,也对应于北大西洋浮冰砾高峰时期;早全新世(10.0～6.0cal ka BP)降水丰沛期对应于北大西洋深水流加强时期;表明北大西洋深水流变化所导致的高低纬地区热量差异与我国低纬季风区过去气候变化有某种遥相关。此外,大湖盆地晚冰期以来气候变化趋势与北半球夏季太阳辐射量变化趋势吻合。因此笔者认为东亚低纬季风区晚冰期以来气候变化机制与太阳辐射量变化、大洋温盐循环等有关。     

气候变暖对江西双季早稻适播期的影响

利用江西省82个气象观测站1971-2012年地面气象观测资料和14个农业气象观测站1981-2012年双季水稻物候观测资料,针对气候变暖对江西省稳定通过10℃初日、20℃终日以及双季水稻生育期热量条件的影响,依据双季水稻熟性搭配种植对热量条件的需求,采用倒推法计算不同年代以及13个30 a滑动平均序列的双季早稻适播期,分析双季早稻适播期起止日期与持续日数的变化特征。结果表明：10℃初日总体呈提前趋势,尤其是2001年以后,大幅度提前;不同年代间20℃终日的变化幅度较10℃初日的小;适播期起始日期大部分站点呈“推迟-推迟-大幅提前”的趋势,终止日期大部分站点呈“推迟-提前-大幅推迟”的趋势,持续日数一般呈“增加-减少-大幅增加”变化趋势。受气候变暖的影响,江西省适宜采用“中熟＋中熟”搭配方式种植双季水稻的地区逐步北扩,尤其是2001年以后,可采取“中熟＋中熟”搭配方式的地区明显扩大。1981-2010年江西省除修水县、铜鼓县、资溪县等局部地区外,大部地区可采取“中熟＋中熟”搭配方式。1991-2020年,除了修水、婺源等赣北局部地区种植仍有一定风险外,其余地区的热量条件均满足“中熟＋中熟”搭配方式的双季水稻种植,或采取对热量条件要求更高的熟性搭配方式种植,如南昌县、樟树市等地可调整为“中熟＋迟熟”或“迟熟＋中熟”搭配方式,而泰和县、南康县、龙南县等地可因地制宜采取“迟熟＋迟熟”搭配方式种植双季水稻,以充分利用热量资源,提高双季水稻产量与品质。     

基于偏微分方程的定向插值在偏移成像中的应用

对于射线类偏移成像来说,求解射线追踪系统中所涉及的属性值不在网格节点上的插值计算问题是一个非常重要的环节,它影响到求解走时、路径和振幅信息的计算效率和精度,进而影响到整个偏移成像的质量和效率.本研究根据速度模型的空间梯度特点,考虑被插值点处速度的梯度在横向和纵向的分布特征,构建基于速度梯度空间变化的偏微分方程算法,将近几年发展起来的基于偏微分方程的定向插值算法引入到射线类偏移成像当中,实现射线追踪当中涉及的属性值不在网格节点上的插值计算.由于偏微分方程法本身固有的特性(局部特征不变性、解的唯一性和线性叠加性),因此,该算法可以实现不破坏原始速度模型空间梯度结构的非网格节点属性的插值计算.通过在常用的速度模型上的插值计算对比、不同速度模型上射线路径对比分析以及复杂介质模型上最后的偏移成像结果分析可以得出,应用基于速度梯度构建的偏微分方程插值算法在进行插值计算的过程当中可以实现不破坏原始速度模型空间速度梯度结构的属性计算,同时应用该算法可以最终提高射线类偏移成像的质量.     

改进的OIF和SVM结合的高光谱遥感影像分类

文章提出了一种结合改进的最佳指数法(OIF)和支持向量机(SVM)进行高光谱遥感影像分类新方法.利用本文提出的稳定系数进行波段初选择,根据相关系数选择波段组合生成新影像,并对新影像进行OIF计算,得到OIF值最大的波段组合为最佳波段组合;构建SVM分类器,对最佳波段组合分类;最后将分类结果与其他监督分类方法比较,并在相同核函数下与PCA和SVM结合的方法进行精度比较分析.实验结果表明,本文方法能够有效提取最佳波段组合,在SVM算法下获得较高分类精度.     

局部动态最优Voronoi图的NNI算法及其在格网数字水深模型中的应用

在分析传统自然邻点插值(NNI)算法局限性的基础上,依据Voronoi单胞和Delaunay三角形的几何特性,提出基于局部动态最优Voronoi图的NNI算法。阐述该算法的基本原理和实现步骤,并在VC++环境下结合多波束测深数据对其在格网数字水深模型(Grid-DDM)中的应用进行了验证。试验表明该算法具有执行效率高、插值精度不丢失等优点。     

地形起伏度最佳分析区域预测模型

地形起伏度指分析区域内最高点和最低点之差,反映宏观区域内地形的起伏特征,是描述地貌形态的定量指标。确定最佳分析区域是地形起伏度提取算法的核心步骤,以及决定地形起伏度提取结果有效性的关键。本文以全国范围内随机选取的78个实验区域、三种不同尺度的DEM数据作为实验对象,分别进行系列分析区域尺度的地形起伏度计算,建立了基于微观地形特征因子的地形起伏度最佳分析区域预测模型。实验表明：相同区域、不同尺度的DEM数据提取的地形起伏度存在差异,DEM尺度相差较小时,地形起伏度的差异也较小;地形起伏度和实验区域的最大高程、区域高差、平均坡度和平均坡度变率等地形特征因子存在强相关关系;当置信水平为0.05时,预测模型拟合参数的准确率达到95%以上,证明预测模型可以有效地确定最佳分析区域的取值范围。     

井水温度观测中有待解决的若干基本问题

我国井水温度观测已初具规模,在地震监测与预测中发挥重要作用,也已记录到十分有价值的地球动力学信息,但同时也暴露出一些问题。主要问题有测项的命名、仪器的稳定性、传感器的最佳置深等。不解决这些基本问题,必然会影响水温监测技术的进一步发展及其在地震监测预测中发挥更加有效的作用。     

The development of a historical digital cadastral database†

With an ever-increasing number of land information systems being developed, there is a growing demand by users for systems which support the use of temporal data for time-based studies. System managers, however, may have difficulty responding to these calls because of the lack of available research to guide them in their task. This paper examines the simple method of storing and processing temporal graphical data by the addition of time-encoding attributes to data elements as required. To illustrate the technique, a historical digital cadastral database has been created which al lows users to display and report on the cadastral parcellation of a region at any time in the past. The method can also be widely applied to other data to assist a broad range of space/time-related studies.