力觉临场感遥操作机器人(2):操作者的输入输出特性建模

力觉临场感遥操作机器人系统是一个典型的人在回路(Human-in-Loop)的人机交互系统,操作者作为整个系统的一个重要单元是完成机器人控制的顶层控制环节.操作者需要接受力觉、触觉、视觉和运动信息反馈后,才能作出决策,远程操纵机器人执行任务,因此操作者是一个基于多输入单输出的复杂系统,而且具有非线性和时变性,需要建立一套相应的控制模型.文章通过分析操作者在力觉临场感遥操作系统中的感知、决策与动作的特性,建立了一种操作者的输入输出模型,并给出了模型的等效二端口网络形式,为力觉临场感遥操作机器人系统的分析提供了基础.     

“一带一路”沿线地区关键生物多样性区域生态变化特征（英文）

KBA (Key Biodiversity Areas)是由IUCN提出并被国际社会认可的生态保护优先区域,评估其生态变化特征对生物多样性保护与自然保护地建设至关重要。“一带一路”沿线地区生态系统类型丰富,生物多样性保护价值极高,而沿线KBA更应该成为生态保护的核心目标。本文利用土地覆盖、归一化植被指数（NDVI）和夜间灯光数据（NTL）,从植被覆盖度和人类活动方面分别对沿线KBA的生态状况及其时空变化特征进行分析,得到以下结论：（1）KBA内的土地覆盖长期保持稳定,林地、荒野和草地是主要的土地覆盖类型;（2）KBA内NDVI总体上呈现增加的趋势,表明植被覆盖度在不断提高,少数植被退化的KBA主要分布在中南半岛、青藏高原以及西亚地区;（3）KBA内NTL总体上处于很低的水平,表明人类活动对自然生态系统的干扰程度十分有限,极少数分布于中东欧、印度、中南半岛以及地中海附近国家的KBA具有较强的人类活动且呈现出增加的趋势。本研究结果强调在KBA生态保护中充分利用生物群落演替规律,同时限制人类活动对自然生态系统的干扰,以推动沿线地区生物多样性保护与自然保护地建设。     

Impact of hillslope vegetation restoration on gully erosion induced sediment yield

As a result of serious soil erosion on the Loess Pla-teau of China, about 1.6 billion tons of silt discharge into the downstream and 0.4 billion tons deposit on the riverbed every year, causing serious threat to the life and property of the local people on both banks of the lower Yellow River[1]. Since the 1950s, the Chinese government has initiated the work on soil and water conservation and environmental management on the Loess Plateau and formulated the guiding principle of hillslope and …     

基于长短记忆模型的鄱阳湖流域径流模拟及其演变的归因分析

气候变化和人类活动直接或间接的影响着全球和区域水文循环过程,是导致水文水资源时空分布的主要因素,同时也是流域-湖泊水文情势变化的根本原因.本文基于长短记忆模型构建了鄱阳湖气象—径流模型,同时引入了基准期的概念,定量区分了导致鄱阳湖流域径流变化的主要影响因素.研究结果表明:在同时考虑计算效率和模拟效果的前提下,采用10 ...     

中国西藏地区人居环境气候适宜性评价（英文）

气候是影响区域宜居性的一个重要自然因素。人居环境气候适宜性深刻影响着区域人口分布和社会经济发展。西藏地区是气候变化的敏感地区,近年来随着全球气候变化的影响,该地区的气候适宜性也发生了显著变化。本文基于多年平均气候数据计算了西藏地区的温湿指数,定量分析了人口分布与温湿指数之间的关系;在此基础之上,确定了西藏地区气候适宜性分区标准;最后评价了西藏地区的人居环境气候适宜性。结果表明：西藏东南部地区年均温度相对较高,人口分布相对密集;年均相对湿度整体上呈现出由南向北逐渐降低的趋势。西藏气候适宜地区（包括高度适宜地区、比较适宜地区和一般适宜地区）面积占比仅为7.90%,人口数量比重超过40%。气候临界适宜地区面积占比为37.81%,人口占比为48.24%。气候不适宜地区广泛分布于各地市,面积占比为54.29%,人口占比为11.33%。本文的研究结果可为指导西藏地区人口的合理分布以及优化国土空间规划提供参考。     

Spatiotemporal variations of vegetation cover on the Chinese Loess Plateau (1981–2006): Impacts of climate changes and human activities

Spatiotemporal variations of Chinese Loess Plateau vegetation cover during 1981–2006 have been investigated using GIMMS and SPOT VGT NDVI data and the cause of vegetation cover changes has been analyzed, considering the climate changes and human activities. Vegetation cover changes on the Loess Plateau have experienced four stages as follows: (1) vegetation cover showed a continued increasing phase during 1981–1989; (2) vegetation cover changes came into a relative steady phase with small fluctuations during 1990–1998; (3) vegetation cover declined rapidly during 1999–2001; and (4) vegetation cover increased rapidly during 2002–2006. The vegetation cover changes of the Loess Plateau show a notable spatial difference. The vegetation cover has obviously increased in the Inner Mongolia and Ningxia plain along the Yellow River and the ecological rehabilitated region of Ordos Plateau, however the vegetation cover evidently decreased in the hilly and gully areas of Loess Plateau, Liupan Mountains region and the northern hillside of Qinling Mountains. The response of NDVI to climate changes varied with different vegetation types. NDVI of sandy land vegetation, grassland and cultivated land show a significant increasing trend, but forest shows a decreasing trend. The results obtained in this study show that the spatiotemporal variations of vegetation cover are the outcome of climate changes and human activities. Temperature is a control factor of the seasonal change of vegetation growth. The increased temperature makes soil drier and unfavors vegetation growth in summer, but it favors vegetation growth in spring and autumn because of a longer growing period. There is a significant correlation between vegetation cover and precipitation and thus, the change in precipitation is an important factor for vegetation variation. The improved agricultural production has resulted in an increase of NDVI in the farmland, and the implementation of large-scale vegetation construction has led to some beneficial effect in ecology. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 40671019) and the Knowledge Innovation Project of the Institute of Geographical Sciences and Natural Resources Research of Chinese Academy of Sciences     

鄱阳湖历史时期水面扩张和人类活动的环境指标判识

湖周人类活动,尤其是土地利用方式的变化,是导致湖泊沉积环境指标变化的重要因素之一。本文通过１９９７－１９９８年间对鄱阳湖西部湖湾洼寺－大汊湖沉积记录中同位素年代,粒度,磁化率和有机碳等环境指标的分析,并对比历史文献记录,探讨了该地环境变化与人类活动的相互关系及环境指标的响应。     

泸沽湖近代沉积环境时空变化特征及原因分析

通过对泸沽湖沉积岩芯粒度、磁化率(χ_(lf))、化学蚀变指数(CIA)等沉积指标的分析,结合~(210)Pb和~(137)Cs定年结果以及区域降水和人类活动等资料,研究了近150年来泸沽湖沉积环境的时空变化特征与主要影响因素.泸沽湖沉积物粒度组成以黏土与细粉砂为主(80%),细颗粒组分(如黏土)含量与χ_(lf)、CIA之间具有显著相关性.各岩芯沉积指标垂向变化规律相似,1920s之前,沉积指标较为稳定,为人类活动影响较弱的准自然沉积阶段;1920s以来,χ_(lf)、CIA值与黏土含量逐渐升高,反映了风化与成壤作用较强的细颗粒表土物质侵蚀开始加强,可能与流域农业发展及森林砍伐等人类活动影响有关;约1970年以来,χ_(lf)、CIA值与黏土含量进一步升高,指示了流域内表土侵蚀与上述人类活动影响的进一步增强,与文献记录的1970s—1980s两次大规模的森林砍伐吻合;约2002年以来,χ_(lf)、CIA值与黏土含量降低,反映了表土侵蚀减弱,与近年来流域植被逐渐恢复及降水减少有关.与器测资料对比研究表明,降水等气候因素对近代泸沽湖沉积环境演变的影响相对较弱.空间上,各沉积指标表现出一定的异质性.黏土含量在南部和北部湖区两侧靠近洪积扇及冲积平原的湖区沉积物中较高;近50年以来,各沉积岩芯所反映的平均沉积通量为0.020~0.043 g/(cm~2·a),南部湖区高于北部湖区,主要受入湖水系分布及流域南部地区高强度人类活动导致的土壤侵蚀的影响.     

1957-2006年塔里木河流域气候变化和人类活动对水资源和生态环境的影响

塔里木河是我国最大的内陆河,历史上是环塔里木盆地九大水系144条河流的总称,目前呈"四源一干"格局.依据1957—2006年近50a气象及水文监测资料,分析了气候变化和人类活动对塔里木河流域水资源的影响.虽然近50a来塔里木河流域山区与平原整体呈现气温升高、降水量增加特征,出山口径流量也呈增加趋势,然而在2000年前塔里木河流域生态环境急剧退化.其成因主要为:1)从20世纪50年代起到近2006年,四条源流入塔里木河水量50a减少了15.4×108m3;2)塔里木河上、中、下游耗水量比例的失调及区域水资源分配发生变化,造成塔里木河下游生态环境恶化;3)实施塔里木河综合治理后,即使进入塔里木河的下游的水量增加,中游段耗水量下降,但是上游耗水迅速增加且数量巨大,还是对塔里木河水资源综合利用、改善的下游生态环境产生负面影响.     

植被生态对气候变化和人类活动的响应 ——以陕西省榆林能源化工基地为例

全球气候变化和人类活动双重作用对生态环境的影响是当今研究的热点问题.本文以国家级榆林能源化工基地为研究区,以MODIS遥感数据为依据,以归一化差值植被指数NDVI为参数,研究了植被生态的时空分布规律,分析了植被生态与降水、地貌、地下水、包气带岩性等自然条件的关系,揭示了人类活动对植被生态正负两方面的影响.研究结果表明,自然条件控制着植被生态的格局,植被生态具有明显的水平分带性,由东南向西北,随着降水量的减少、蒸发量和干燥度的增加,植被状况由好变差;2000年以来区内植被状况总体呈现好转的趋势,其中71.22％的区域好转,28.43％的区域基本维持不变,0.35％的区域退化.植被生态对气候变化尤其是降水量的年际变化具有敏感的响应,煤炭和地下水资源开采等人类活动对植被生态总体上造成负面影响,退耕还林(草)、限耕禁牧政策的实施是研究区植被生态总体呈现好转趋势的根本原因.