Evaluating suitability of MODIS-Terra images for reproducing historic sediment concentrations in water bodies: Lake Tana,Ethiopia

Government and NGO funded conservation programs are being implemented in developing countries with the potential benefit of reduced sediment inflow into fresh water lakes. However, these claims are difficult to verify due to limited historical sediment concentration data in lakes and rivers. Remote sensing can potentially aid in monitoring sediment concentration. With almost daily availability over the past ten years and consistent atmospheric correction applied to the images, Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 250 meter images are potential resources capable of monitoring future concentrations and reconstructing historical sediment concentration records. In this paper, site-specific relationships are developed between reflectance in near-infrared (NIR) images and three factors: total suspended solids (TSS), turbidity and Secchi depth for Lake Tana near the mouth of the Gumara River. The first two sampling campaigns on November 27, 2010 and May 13, 2011 are used in calibration. Reflectance in the NIR varies linearly with turbidity (R² = 0.89) and TSS (R² = 0.95). Secchi depth fit best to an exponential relation with R² of 0.74. The relationships are validated using a third sample set collected on November 7, 2011 with RMSE of 11 Nephelometric Turbidity Units (NTU) for Turbidity, 16.5 mg l⁻¹ for TSS and 0.12 meters for Secchi depth. The MAE was 10% for TSS, 14% for turbidity and 0.1% for Secchi depth. Using the relationship for TSS, a 10-year time series of sediment concentration in Lake Tana near the Gumara River was plotted. It was found that after the severe drought of 2002 and 2003 the concentration in the lake increased significantly. The results showed that MODIS images are potential cost effective tools to monitor suspended sediment concentration and obtain a past history of concentration for evaluating the effect of best management practices.     

现代长江、黄河河口水下三角洲 不稳定性的对比研究

现代长江口、黄河口水下三角洲地区的海底上发育有大量规模形态各异的不稳定性现象。其中沙波和浅埋的生物气体是长江口水下三角洲发育的主要形态，而滑坡和一些冲蚀结构则是黄河口水下三角洲的主要类型；它们在分布上也有较大的差异，长江水下三角洲主要呈垂直岸线分布，而在黄河水下三角洲则表现为平行岸线分布；分析认为这些现象与其河口的沉积环境和动力机制密切相关。     

夜光遥感支持下的城市人口核密度空间化及自相关分析

基于福建省福州市鼓楼区街道社区人口统计数据、夜光遥感影像、Landsat8影像,融合核密度与回归方程,绘制30 m栅格空间分辨率的人口密度图并进行空间自相关分析。方法:① 采用核密度方法对69个社区人口计算生成人口密度分布图。建立786个居民小区点的人口密度与夜光遥感的常规QQ分位图,检测出人口密度存在较大的误差区域:五凤街道和洪山镇。② 建立人口密度与夜光遥感、Landsat8线性分解的不可渗透表面影像之间的二元二次回归方程,修正两个区域的人口密度误差。③ 采用高/低聚类分析、热点分析、聚类和异常值分析,得到鼓楼区人口高聚类属性,显示了鼓楼区最大商业圈区域与人口密度最大居民点区域,展示了人口聚类的空间局部差异性格局。结果:① 研究中所采用的人口空间化技术融合了2种空间化方法:核密度与回归方程。生成30 m栅格空间分辨率的人口密度图。② 鼓楼区人口密度均值分为3种类型:11 000、25 000和50 000人/ km²,人口密度分布近似正态分布。③ 当鼓楼区人口密度均值大于33 000人/ km²,不可渗透表面灰度值与人口密度相关性更强。反之,夜光亮度值与人口密度相关性更强。     

Kinetic disequilibrium of C, He, Ar and carbon isotopes during degassing of mid-ocean ridge basalts

Vesicle characteristics (vesicularity, largest vesicle size, number of vesicles/cm²), CO₂-δ¹³C and CO₂-⁴He-⁴⁰Ar-⁴⁰Ar/³⁶Ar in vesicles and CO₂-δ¹³C in the glass have been measured in 19 tholeiitic basalt glasses from the Easter Microplate East Ridge (East Pacific Rise) collected at 3 different sites (26°S East Ridge, Pito Seamount and Pito Deep at 23°S).Carbon supersaturation values (C_melt/C_solubility) vary from 1.3 to 4.3. Carbon supersaturation values are strongly correlated with the number of vesicles/cm². There is also a correlation between number of vesicles/cm² and vesicle size. At the Pito Seamount site, there is a negative correlation between carbon supersaturation values and observed carbon isotope fractionation between CO₂ in vesicles and carbon dissolved in the glass (Δ¹³C_observed). High ⁴He/⁴⁰Ar* ratios in vesicles (from 49 to 190) are observed in both the most and least carbon supersaturated samples, while samples with intermediate carbon supersaturation have the lowest ⁴He/⁴⁰Ar* ratios (16±1). These correlations show that most quenched melts record different disequilibrium to equilibrium states during closed-system degassing.The samples showing the highest carbon supersaturation (4.3) have the highest ⁴He/⁴⁰Ar* (from 94 to 190). This observation shows for the first time that the ⁴He/⁴⁰Ar* ratio can be kinetically fractionated during incomplete degassing of magmas from the magma chamber to the seafloor. This result implies that high ⁴He/⁴⁰Ar* ratios are not a systematic indicator of open-system degassing (Rayleigh distillation) and that caution should be taken when using this ratio for any degassing correction.A two-stage degassing model, with the first stage being a closed-system degassing occurring between the source and the magma chamber, and the second stage of degassing (with a mode varying from open-system degassing to different degrees of kinetic closed-system degassing) taking place between the magma chamber and eruption on the seafloor, is the most appropriate to describe the degassing of MORB. Reconstructing initial carbon content of the magma prior to degassing and extrapolating the results to the entire ridge system results in a carbon flux of 1.6_-0.3^+0.6×10¹⁴ g/year. This value implies vigorous exchange of carbon between the mantle and the surface throughout geological times.     

2008-2018年中国手足口病时空分异特征

手足口病是一种在婴幼儿中多发的常见传染病,对儿童的身体健康具有重要影响.为揭示我国手足口病的时空分异特征,为手足口病的防控提供科学依据,本文选取自2008年手足口病被列为丙类传染病以来至2018年中国手足口病发病率为研究数据,运用全局莫兰指数、Getis-Ord Gi*、新兴时空热点分析和标准差椭圆等空间统计方法对中国...     

高分辨率遥感影像图制作的镶嵌线自动提取

为更好地发挥遥感技术在城市规划地图制作中的应用,高分辨率遥感影像成为城市地图制作中最重要的数据源。面对地物信息复杂、建筑物众多的城市地区,如何快速提取高分辨率遥感影像地图制作过程中相邻两景影像之间的镶嵌线具有重要意义。本文以国产卫星中分辨率最高、幅宽最小的GF-2影像为数据源,融合建筑物轮廓数据,研究了基于最短路径的A*搜索算法,实现了遥感影像地图制作的镶嵌线自动提取技术。结果表明,该方法能够自动生成避让建筑物的镶嵌线,速度快、镶嵌质量高,可广泛应用于城市地区高分辨率遥感影像地图制作。     

双洞单轨地铁区间隧道非线性地震反应分析

本文采用大型商业有限元软件ABAQUS对南京地区双洞单轨地铁区间隧道的非线性地震反应特性进行了数值模拟。采用作者提出并在ABAQUS软件上开发实现的土的动粘弹性模型模拟土的动力非线性,采用Jeeho Lee.提出的混凝土动力塑性损伤模型模拟隧道管片混凝土在循环荷载下的非线性特性。数值分析表明:隧道最大动应力反应的位置将发生在与洞顶约成45°角的位置,在100年超越概率63%的地震作用下区间隧道结构是基本安全的,但在100年超越概率10%和3%的地震作用下,南京地铁区间隧道可能会发生很大的拉应力和剪应力反应,有可能在与洞顶约成45°角的位置产生地震裂缝。因此建议隧道管片接缝应避开该位置,同时对该位置的管片应加强其抗拉和抗剪强度。     

影响海陆交互相沉积物亮度的几个因素

对中国北方莱州湾南岸钻孔上部54m海陆交互相沉积物的亮度进行研究,探讨其作为海陆交互相沉积物的环境指标的可行性,同时通过对比不同样品处理方式所得的亮度值探讨影响亮度的几个因素。测量分2次进行,分别使用Minolta CM-2002分光光度计针对柱状原样及Minolta CR400/410色差计针对风干研磨后的散样进行。研究结果表明,海陆交互相沉积物的亮度,尤其是经过风干处理后样品的亮度值,与碳酸钙含量及粒度两个古气候代用指标均具有显著相关关系,可以将其作为碳酸钙含量的替代指标应用于海陆交互相沉积物的环境演化研究。而亮度值与碳酸钙含量不一致性,可归因于沉积物中非碳酸钙组分的性质及含量。粒度与亮度的相关性显示,钻孔砂质沉积中含有的大量深色的有机质使得钻孔中粒度0～31μm的部分比例越高,亮度会越大,而粒度>31μm的部分比例越高,亮度会越小。2次亮度值的对比表明,水分、氧化作用及研磨是沉积物2次测量所得亮度值存在差异的主要原因。     

陕南秦巴山区可持续生计安全评价及其鲁棒性分析

可持续生计安全强调以生态—经济—社会的综合视角来评价欠发达地区的可持续性问题。目前,可持续生计安全分析框架存在权重方法单一和计算结果具有不确定性的问题。选取陕南28个区县,以2005-2014年为时序,运用层次分析法、热点分析和鲁棒性分析分别确定指标权重,定量分析可持续生计安全动力机制和空间聚集性,检验可持续生计安全指数不确定性。结果表明：① 陕南可持续生计安全指数年际差异显著,并逐年增大,其中汉中市差异最为明显,极值均在该市;② 生态安全、经济效益和社会公平综合影响可持续生计安全,影响程度由高到低依次为生态安全>经济效益>社会公平;③ 可持续生计安全整体空间格局表现出“热—冷—热—冷”依次交替的特征,且其发展态势在空间分布上呈现出一定的稳定性,具有明显的地理集中现象;④ 可持续安全指数排名出现频率—变化范围矩阵对角线颜色较深,整体排名出现频率较高,具有较强的鲁棒性,说明可持续生计安全指数及排名稳健性与可信度较高。该研究引入可持续生计安全,可为可持续性评价提供理论方法参考和实践应用借鉴,为欠发达地区可持续发展政策提供科学依据。     

空间尺度对Getis-Ord Gi*获取的CPUE热点模式的影响：以西北太平洋柔鱼为例

空间尺度（渔业网格）不仅影响CPUE全局分布模式,而且影响其局部分布模式及其与海洋环境的关系。在空间多尺度下,本文研究了西北太平洋柔鱼（Ommastrephes bartramii）CPUE热点和冷点分布的尺度关系和尺度效应。将原始渔业数据重采样为从5''×5''到90''×90''的18个空间尺度,以5''的尺度间隔来识别局部聚类簇。论文系统分析了Getis-Ord Gi*热点和冷点的位置、边界、经典统计量随空间尺度的变化。具体地,分析了空间热点和冷点的最小值（Min）、均值（Mean）,最大值（Max）、标准差（SD）、变异系数（CV）、偏度、峰度、第一四分位数（Q1）、中位数、第三四分位数（Q3）、面积和质心等统计量的空间尺度影响。在空间尺度影响分析中,主要考虑线性、对数、指数、幂律和多项式等尺度研究中的常见关系。对于热点和冷点,最大值、标准偏差和峰度具有显著的空间尺度关系,其余统计量一部分在热冷点间存在尺度影响的差异,而另一部分没有明确的尺度关系。研究结果表明,由于不同尺度的热点和冷点的边界和位置与原始尺度的边界和位置明显不同,不建议采用大于30''的网格来分析柔鱼资源的局部空间模式。