震源机制解谱聚类方法的研究及应用

多参数、多维度的震源机制解很难通过直观观察或简单的对比分析来进行有效的类型划分。谱聚类是一种基于谱图理论的聚类方法,对震源机制解这类非线性可分数据具有良好的划分效果。本文尝试使用该方法对震源机制解进行聚类分析,采用最小旋转角为相似度矩阵,利用规范割集准则(Ncut)完成类型判别,以间隔统计量法(Gap statistic)确定聚类数的最优解,从而对海量的震源机制解数据进行快速准确的类型划分。本文不仅通过一组随机样本数据集验证了这种方法的可行性和可靠性,还分别以海城M_S7.3地震序列和川滇及周边地区的震源机制解集作为研究对象,验证了此方法的实用性。结果表明,该方法合理细分了区域内的震源机制解类型,不同类型解之间的差异性主要体现在受不同的区域构造背景控制,有利于区域地震活动性的研究。总体上看,基于震源机制解的谱聚类方法是区分震源机制解类型较为有效的方法,具有一定的实用价值。     

云南属都湖沉积物金属元素地球化学

通过对属都湖短岩芯Esdrl重金属元素的分析,结合沉积物粒度、流域降水和人类活动资料,讨论属都湖沉积物金属元素地球化学变化特征.结果表明.沉积物中AI、Mg、Co、Zn、Cr、Ti、V、Cu、Ni等元素含量变化与粘土含量、夏季降水量显著相关,降水导致的流域侵蚀强弱变化是影响元素含量变化的主要因素.元素Pb含量从岩芯底部到顶部总体呈上升趋势,25-17.5cm沉积物中Pb含量较稳定主要为自然侵蚀过程控制;17.5-10.5cm沉积物中Pb含量迅速增加后逐渐降低推测为20世纪50年代湖区附近矿山开采产生的粉尘沉降的影响;10.5-Ocm Pb含量逐渐增加,80年代以后大气中Pb含量上升.Pb在漉域的干湿沉降应是岩芯上部Pb含量升高的原因.在氧化还原作用下沉积物中Fe、Mn易在沉积物一水界面发生再迁移.25-7.5cm沉积物中的Fe、Mn含量变化特征为沉积后再迁移作用的结果;7.5-0cm Fe和bin含量明显上升,夏季降水量增加导致流域侵蚀增强和土壤的潜育化可能是岩芯上部Fe、Mn含量显著上升的原因.     

武汉市湖泊浮游植物群落排序及水质生态评价

本文利用极点排序及聚类的多元分析方法,对武汉市湖泊浮游植物群落结构进行了研究,将排序结果与水质分类结果进行比较,结果表明:东湖和龙阳湖由于受到人为因素的干扰而使得其浮游植物群落的结构特征与其水质状况不太一致.然后再利用生态学的观点对结果进行分析解释,并为武汉市水环境治理与保护提供了科学的生态保护措施.     

动态聚类分析与太湖水质分区

以总硬度、pH、溶氧、化学耗氧、总氮、总磷、浮游植物、透明度8项指标为依据,参照现行湖泊营养类型划分标准,应用fuzzy聚类分析方法对我国42个主要湖泊聚类并划分其营养类型,同时对各类型的指标特征进行了分析。结果表明:在相似水平λ=0.69下,42个湖泊共聚为13类。其中,中、富营养型有较强的相似性,其差异显著的指标为总氮、总磷和化学耗氧量;贫营养型湖泊相似性差,其共同特征是指标中一项或数项显著异于一般营养范围。聚类结果与传统分类基本吻合。     

Interpreting a Pareto set of operating options for water grids: a framework and case study

Multi-objective optimisation is being increasingly applied in water supply management to identify optimal operating options. However, a key challenge in the implementation of multi-objective optimisation is interpreting the large and multidimensional Pareto-optimal set. This paper shows how cluster, visual and post-optimisation analysis can aid the decision maker in addressing this challenge. This is demonstrated for a case study based on South East Queensland Water Grid, Australia, as part of a broader operational planning framework. Firstly, cluster analysis identifies a smaller set of representative options to aid in visual analysis. Secondly, visual analysis techniques are used to identify the trade-offs between objectives, the relationships between decision variables and objective performance, and to shortlist promising operating options. Finally, post-optimisation analysis techniques identify efficient operating options from the Pareto set, based on decision-maker preferences. Together these techniques can be used to identify a shortlist of operating options, for further consideration using multicriteria analysis.     

张家口地区近年中小地震震源机制解及应力场反演

利用垂直向Pg和Sg波最大振幅比方法,计算得到张家口地区2007—2015年发生的中小地震震源机制解;通过系统聚类分析,研究震源机制分布特征与断裂活动的关系,并采用网格搜索法对张家口地区的现今地壳应力场进行反演,得到了较为精确的张家口地区的构造应力场。结果表明:主压应力轴的走向范围:211°～223°,即NE—SW向;主张应力轴的走向范围:323°～332°,即NNW—SSE向,P轴、T轴都近于水平;两组节面的走向分别为N18°E向和近EW向(N83°E),破裂以水平走滑为主。     

北京市多尺度中心特征识别与群聚模式发现

城市多中心的研究是揭开城市系统复杂空间结构的重要研究内容,然而受传统调查数据时空精度的局限,现有研究缺乏足够细致的实证分析。LBS服务的广泛应用为高效、实时、微观地刻画个体和城市之间的空间活动提供了充足的信息,使得对城市多中心的微观量化机制的研究成为可能。基于此原因,本文结合兴趣点数据以及微博签到数据和出租车GPS轨迹数据对北京市五环内的不同尺度、不同社会功能的城市中心进行了识别,并对其居民行为的群聚模式进行了分析。结果表明,北京市五环内包括4个市级中心,16个区级中心以及45个街道级中心。市级中心包括海淀科教中心,西单休闲中心,北京文化中心和国贸金融中心4大中心;区级中心主要包括文娱中心、商业中心、教育中心以及交通中心4类中心;街道级中心除了区级的四类中心外,还包括行政中心、购物中心、商住中心等9类中心。不同中心在同一时段呈现相似的群聚模式,其中工作日城市不同尺度中心的群聚模式持续时间较长,群聚密度较大,主要以通勤和饮食为主;非工作日城市不同尺度中心的群聚模式相对较分散,持续时间较短,主要以休闲娱乐为主。     

Spatial-temporal Distribution Characteristics of Global Seismic Clusters and Associated Spatial Factors

Earthquakes exhibit clear clustering on the earth. It is important to explore the spatial-temporal characteristics of seismicity clusters and their spatial heterogeneity. We analyze effects of plate space, tectonic style, and their interaction on characteristic of cluster.Based on data of earthquakes not less than moment magnitude(M_w) 5.6 from 1960 to 2014, this study used the spatial-temporal scan method to identify earthquake clusters. The results indicate that seismic spatial-temporal clusters can be classified into two types based on duration: persistent clusters and burst clusters. Finally, we analysed the spatial heterogeneity of the two types. The main conclusions are as follows: 1) Ninety percent of the persistent clusters last for 22-38 yr and show a high clustering likelihood;ninety percent of the burst clusters last for 1-1.78 yr and show a high relative risk. 2) The persistent clusters are mainly distributed in interplate zones, especially along the western margin of the Pacific Ocean. The burst clusters are distributed in both intraplate and interplate zones, slightly concentrated in the India-Eurasia interaction zone. 3) For the persistent type, plate interaction plays an important role in the distribution of the clusters’ likelihood and relative risk. In addition, the tectonic style further enhances the spatial heterogeneity. 4) For the burst type,neither plate activity nor tectonic style has an obvious effect on the distribution of the clusters’ likelihood and relative risk. Nevertheless,interaction between these two spatial factors enhances the spatial heterogeneity, especially in terms of relative risk.     

顾及城市空间结构信息的元胞自动机模型构建及其应用

利用衡量新增斑块空间邻接关系的多阶景观扩张指数定量识别城市组团的空间特征,结合城市组团所表现出的城市空间结构信息,构建基于MLEI的元胞自动机城市扩展（MLEI-CA）模型。针对武汉市1990、2000、2013年3期遥感影像数据,运用MLEI-CA对武汉市城市扩展进行模拟,通过与Logistic-CA模型对比验证该模型的适用性。研究结果表明,MLEI-CA模型更加准确地揭示城市扩展的空间演变过程,MLEI-CA模型精度优于Logistic-CA模型,Kappa系数、城市用地的精度分别提高6%和4%。     

基于K-means聚类分区的西北地区近半个世纪气温变化特征分析

采用K-means聚类分区,Sen’s斜率估计,Kendall-Tau非参数检验等方法,分析和讨论了近半个世纪（1960—2015年）我国西北地区不同区域的气温变化特征。发现近半个世纪西北地区气温保持了持续的显著上升,年均最低气温上升速率高于年均气温和年均最高气温。从空间的角度来看,新疆北疆地区的东北部,内蒙古北部、西部中东部,甘肃中部、西部,青海北部、中部,宁夏中部、北部地区以及陕西北部是升温最快的区域。虽然西北地区气温总体是上升趋势,但在时间上并不均匀一致。从1998年开始,西北地区气温升温减缓,部分地区出现了下降趋势。近半个世纪西北地区季节气温与年际气温变化趋势并不一致,变暖减缓在该地区不同季节的响应不同。1998—2015年,冬季是增温幅度最小的季节,多数子区冬季存在升温趋势减缓,甚至转为下降趋势。