裂隙岩体地下水溶质运移的尺度问题

核废料的安全贮存、地下污染的预测控制等目前面临的许多重大问题要求对大尺度裂隙岩体地下水溶质运移问题进行研究,然而裂隙岩体地下水溶质运移问题的尺度效应给这项研究带来了极大的挑战.本文介绍了裂隙岩体地下水溶质运移的多尺度概念模型及其物理和数学模拟方法,并探讨了模拟尺度与观测尺度、预测尺度、裂隙介质尺度之间的关系及尺度效应的分形特征.     

景观指数的粒度变化效应

本文以延河流域的1:250000和1:500000土地利用图为对象,以景观格局分析程序Fragstats3.3为分析工具,探讨了不同比例尺条件下景观指数随粒度增加的变化特征.研究结果表明,随着粒度值由25m到400m的逐渐增加,除斑块丰富度外的景观指数均具有明显的尺度效应,其中聚集度和集合度没有尺度转折点,其他指数具有明显或不明显的尺度转折点.对比分析1:250000和1:500000土地利用格局指数的计算结果可以发现:1)尺度转折点不是一个值,而是一个相对较小的区间;2)尺度转折点与研究图件的比例尺有关,比例尺越大,所发生的第一次尺度转折点的粒度就越小;3)第一尺度域是选择适宜粒度的较好取值范围.对延河流域1:250000土地利用图进行景观指数计算的适宜粒度范围是70～90m,1:500000土地利用图的适宜粒度范围是90～120m.     

测井约束多尺度储层厚度反演

在多尺度小波分解理论的基础上,提出利用速度剖面和测井曲线的多尺度小波分解结果,在测井约束下分别确定砂体的位置,几何形态,计数薄砂体的视累计厚度和含油气砂体的视地厚度;并将各尺度下计算的视累计厚度作为人工神经网络的输入,反演得到最终精确的薄砂体的累计厚度和含油气砂体的累计厚度,经三维地震资料连片处理证实,该方法稳定可靠,确定的砂体位置准确,反结果具有较高的精度。     

北京市健身俱乐部多尺度空间格局

城市健身俱乐部是现代城市游憩空间中的新事物。利用点格局识别和探索性数据分析方法,借助GIS和地统计分析等软件,分析北京市健身俱乐部空间格局特征。最邻近距离系数和样方分析表明,健身俱乐部在全局尺度上存在明显空间聚集,但在行政分区和交通线路分割的单元中,则表现出聚集、随机和离散分布的不同空间格局。1~5km共5个尺度格网单元统计分析进一步验证了健身俱乐部空间格局具有显著尺度效应。样本密度、最邻近距离系数、Moran’s I系数分析发现,样本密度和最邻近距离系数均呈现明显的空间分异和空间自相关,其中2km、3km尺度反映的微观形态特征最为显著。证明全局尺度并非分析健身俱乐部空间格局的唯一和最好尺度,部分微观单元上空间格局将更明显,格局特征也可能会与全局尺度相反。因此多类型、多尺度统计单元能够更全面地反映点要素分布的规律。多尺度空间格局研究,为准确描述城市游憩空间中的点要素空间格局特征,提供了新的研究思路和具体实证。     

基于互联网房产数据的住宅容积率多尺度时空特征——以广州市为例

基于网络爬虫技术获取房产时空数据,结合时间序列和空间自相关分析方法,在“小区—街道—区级”多尺度上探索广州市住宅容积率时空模式与演化规律。结果表明：① 近三十年广州市居住空间呈现中心城区集聚开发—向南、北方向近郊区拓展—往南、北、东方向远郊区外扩的演变过程,容积率呈现波动式增长态势。② 随着房地产的快速发展,住宅容积率逐渐呈现显著的空间自相关特征,体现了住宅开发与规划有序性的提高。③ 区级尺度上容积率呈现较强的自相关性,越秀区与天河区为HH集聚区,从化区为LL集聚区。街道尺度上容积率呈现出显著的空间不均衡性,区位交通条件较好的街道成为容积率HH集聚区,而LL集聚区主要分布于生态旅游重镇。     

语义尺度影响的相离区域合并与拓扑关系计算

拓扑关系随着语义尺度的变化需要重新推理或者计算。当粗略语义尺度下的区域对象由详细尺度下的有限个区域合并而成时, 区域对象间的拓扑关系可采用已有的组合推理方法得到, 然而这些方法只适用于简单对象并存在多解性。针对此问题, 提出了基于9交模型的拓扑关系多尺度计算方法, 分别针对相离区域合并和相邻区域合并定义了9交矩阵操作算子, 可利用详细语义尺度的拓扑关系直接计算出合并区域间的9交矩阵。利用9交矩阵操作算子得到的计算结果值域为复杂区域对象间所有可能的拓扑关系, 且不存在多解性, 通过消除歧义性还可扩展9交矩阵操作算子, 适用于多个相离简单区域组合的复杂区域。     

东北地区TRMM数据降尺度的GWR模型分析

利用东北地区2000-2010年93个气象站点观测数据作为“真实值”,对TRMM降水数据进行精度验证,发现研究区TRMM降水数据与观测数据之间具有明显的线性相关性,且TRMM降水数据数值偏大于观测值,表明TRMM降水数据在东北地区具有一定的可信度。对东北地区多年平均、2001、2010年的TRMM数据,进行GWR模型降尺度研究,得到1 km的新降水数据,并与全局OLS回归模型进行对比。结果表明：（1）相比全局OLS回归模型,GWR模型的降尺度结果可获得更好的R与RMSE,说明GWR模型更适用于东北地区TRMM数据的降尺度研究;（2）东北地区GWR模型的降尺度分析结果与观测数据之间的相关系数在0.44-0.97之间,且分布较分散;（3）经过降尺度的TRMM降水数据,在空间分辨率上有较大提高,能更真实地反映研究区的降水特征,为该数据小尺度的应用研究奠定基础。     

利用现有重力场模型求定CHAMP卫星加速度计修正参数

CHAMP卫星加速度计数据的标定是通过确定其尺度因子和偏差参数来完成的.本文基于能量守恒方程,给出利用现有重力场模型标定CHAMP卫星加速度数据的基本原理和数学模型;提出相邻历元间差分算法,大大简化了观测方程,同时避免积分常量的计算.该算法既能同时解算尺度因子和偏差参数,也可任意求解其中之一.基于实测的CHAMP卫星加速度数据,利用EGM96模型和最新公布的EIGEN-2模型进行计算与比较,验证该方法的有效性.     

基于分形理论的灌溉水有效利用系数空间尺度变异

基于2010 年度广东省75 处样点灌区的实测资料和遥感图像, 应用分形理论, 采用网格盒维数法计算了各样点灌区盒维数, 结果表明:广东省灌区具有明显的分形特征, 盒维数介于1.0004~1.675 之间, 分维数均值为1.308, 形状指数均值为0.335, 都随灌区规模呈同步减小趋势。不同规模灌区盒维数大型灌区(1.442) > 中型灌区(1.287) > 小型灌区(1.195)。灌溉水有效利用系数与空间分形特征诸因子中以非空网格对数值最高, 相关性达到0.941。基于此, 建立了不同网格尺度下的灌区面积与灌溉水有效利用系数和盒维数空间尺度变异函数。同时, 从影响灌溉水有效利用系数的众多因素中, 选取了工程评价值、盒子维数、灌区形状指数、参考作物蒸发蒸腾量ET0 和当年降水量5 项指标进行了空间格局影响因素分析, 结合灰关联计算结果表明:空间各影响因素中以工程评价因子的关联度最高, 达到0.8478, 其次为形态特征因子, 自然气象因子影响最小。尝试利用分形理论为不同面积尺度灌区灌溉水有效利用系数的空间变异规律分析和尺度转换提供一种新的思路, 该结果对于指导灌区投资改造和规划建设, 具有较强的理论和应用价值。     

空间对象拓扑关系研究综述

空间拓扑关系不确定性的定量评价可为多尺度拓扑关系一致性的自动评价、空间推理与空间查询等应用的可靠性提供依据。定义了基于几何度量的拓扑距离,构建了拓扑关系不确定性的粗集表达模型;提出了不确定性粗集表达中拓扑距离的量化方法;进而提出了基于粗集的多尺度空间拓扑关系不确定性度量指标。实例研究证明了本文提出模型的科学性与合理性,该方法可用于多尺度表达过程中引起的拓扑关系不确定性的定量评价。