基于特征的海洋锋线过程时空数据模型分析与应用

客观世界存在时空场,大部分地理实体或现象在时空域具有动态变化特性,其空间、时间和属性是过程的统一体,传统的GIS时空数据模型在描述、表达、组织与分析这类数据时面临许多挑战。然而,基于特征的数据模型和以过程为对象的时空数据组织在动态数据的描述与表达的方面具有独特的优势。本文探讨了基于特征的线过程时空数据模型组织的六元组框架体系,实现空间、时间和属性的一体化存储和地理实体的动态分析。在分析线时空过程特性的基础上,归纳总结出3大类12个类别的线过程,进一步提出了基于特征的线过程时空数据模型(Feature-based Line Process Spatio-temporal Data Model)的概念;利用文件层次分块结构对时空线过程数据进行了组织与存储。最后以海洋锋为实例,探讨了该模型在时空数据组织、时空查询、时空过程提取和时空过程可视化等方面的应用。结果表明,该模型能够很好地应用于具有时空过程特性的线数据中,也为时空数据模型的总体设计提供借鉴。     

循环经济时空信息流与示范应用分析

本文从循环经济的背景入手,叙述了循环经济的必要性,介绍了循环体系中物质的时空特性,物质信息的时空流动性以及流动过程中的信息增熵与信息负熵问题,并选择了具有一定特性的科技示范园作为实验支撑,在蟹岛绿色生态度假村的实践中展现了信息流分析在资源节约利用方面显示的优势,最后笔者阐述了信息化技术在循环经济发展过程中的作用及发展趋势。     

基于标准化降水蒸散指数（SPEI）的毛乌素沙地1981—2020年干旱特征研究

大气干旱是影响半干旱沙区植被建设、生态恢复及社会经济可持续发展的重要因素。基于1981—2020年毛乌素沙地10个气象站点的逐月气象资料,计算了月、季和年尺度的标准化降水蒸散指数（SPEI）,分析了该沙区近40年降水和气温的变化趋势、干旱事件及其频率的时空特征。结果表明：（1）毛乌素沙地近40年降水量和气温均呈现显著的上升趋势（P<0.05）;秋季和冬季降水量呈现显著的上升趋势（P<0.05）,四季气温均呈现显著的上升趋势（P<0.05）。（2）毛乌素沙地总体上呈现出不显著的湿润化趋势（P>0.05）,但秋季呈显著的湿润化趋势（P<0.05）;中、西部地区呈现出湿润化趋势,而东部地区则呈现干旱化趋势。（3）近40年毛乌素沙地的月尺度下干旱总频率达32.71%,各等级发生频率为轻旱>中旱>重旱>特旱,季节发生频次为冬季>夏季、秋季>春季;轻旱主要发生在毛乌素沙地的北部、中部、东南和西南部,中旱在东部、北部和西部边缘,重旱在东部、中部以及南部地区,特旱在西北部、南部和东南部区域。     

徐州市水土流失时空变化研究

本文以3S技术为支撑,在修正水土流失方程（RUSLE）的基础上,针对徐州黄泛平原-丘陵地带的特殊地形地貌、对2000年以来徐州市水土流失时空变化特征进行了分析。结果表明：2000-2014年徐州市土壤侵蚀等级以微度为主,微度侵蚀面积占总侵蚀面积多年平均达到76.34%;中度侵蚀次之,所占比例在10%~17%间;剧烈侵蚀所占比例最少。轻度及以上土壤侵蚀等级主要发生在中部微山湖下游、京杭大运河一带的丘陵岗地地区、主城区与故黄河北岸的黄泛平原地区,以及丰县、新沂、邳州的局部区域;土壤侵蚀存在一定程度年际变化特征,睢宁、丰县、邳州的部分地区侵蚀面积年际变化较为明显,土壤侵蚀总面积整体上呈现下降趋势。     

点模式条件下的犯罪嫌疑人时空同现模式挖掘与分析

现有时空同现模式挖掘方法因其在空间和时间频繁阈值等参数值的设定上存在困难且缺乏客观依据的问题而难以被应用到犯罪地理研究中。为此,本文通过引入时空状态同现模式和最小时空参与率等概念对现有挖掘方法进行了重新建模,并结合广义Grubbs异常值检验提出了一种点模式分布下的犯罪嫌疑人时空同现模式挖掘框架。基于该框架对中国某省部分犯罪嫌疑人的真实移动轨迹数据的实验分析结果表明,本文所提出的方法能够有效地挖掘出嫌疑人间显著的时空同现模式,且这些模式的时空分布特征不仅与犯罪活动易发生在非农业生产区这一共识基本相符,还与日常活动理论的基本观点相适应。本文拓展了时空同现模式挖掘在犯罪地理研究中的应用,研究成果对公安机关等执法部门在重点监控某些犯罪嫌疑人以及合理分配和部署警力资源方面具有重要意义。     

闽三角海域赤潮发生的时空特征

赤潮是海洋生态系统异常的重要指标。本文收集1986～2017年闽三角海域的赤潮事件,基于GIS技术分析赤潮的时空分布特征。结果表明:32年来,闽三角海域赤潮发生98次,赤潮高发区在厦门西海域、同安湾和泉州湄洲湾海域;闽三角海域赤潮年际发生次数呈波动变化,一年中赤潮高发期集中在5～8月;中肋骨条藻、角毛藻及旋链角毛藻是闽三角海域的赤潮优势种,具有一定的区域分布特征;有毒赤潮事件发生频率有增加趋势。本文系统性地总结了闽三角海域赤潮时空特征,为该区域的赤潮风险分析和预防提供依据。     

广西近岸海域营养盐时空分布及潜在性富营养化程度评价

根据广西近岸海域2015年3、5、8、11月4个航次的海水中营养盐监测数据,分析了广西近岸海域海水中营养盐的时空分布特征,应用潜在性富营养化评价模式对整个海域水质富营养化程度进行了评价。结果表明:广西近岸海域富营养化状态总体良好,时空分布受陆源污染的影响,营养盐质量浓度呈湾内-湾口-湾外递减趋势。多数站位点氮磷比常年大于Redfield比值,处于磷限制状态。钦州湾内和大风江口是富营养化最为严重的水域,其次是防城港湾内、廉州湾内和铁山港湾,呈磷限制状态,容易在磷污染增高时,爆发富营养化,应特别加以监测与控制。     

中国省域煤矿事故时空分异特征及影响因素研究

煤矿事故给国家和人民带来巨大的生命财产损失,科学把握煤矿事故发生的宏观规律及区域煤矿安全的影响因素有助于促进煤矿安全生产。本文尝试采用GIS空间分析方法开展区域煤矿事故的研究,基于空间自相关性、时空演化规律方法研究了2006-2015年中国省域煤矿事故的时空分异特点,并分析了省域煤矿安全的影响因素及相对风险度。主要结论：①中国各省区之间煤矿事故存在明显的空间自相关性,但随着各省区煤矿安全生产形势改善情况的不同,其自相关性在不断下降;②以空间重心转移曲线分析中国煤矿事故发生的时空演化规律,10年间煤矿事故空间重心向东北方向转移。③重特大事故频发的省区由于监管措施的有力执行往往具有较低的煤矿百万吨死亡率;平均煤矿生产能力低的省区具有较高的煤矿百万吨死亡率;④建立基于解释变量的贝叶斯空间模型,以煤炭百万吨死亡率为指标评估中国各省区煤矿事故相对风险度,中国煤矿安全生产相对危险度存在明显的空间分布规律且各省区差异较大,相对危险度较高的省区主要集中在南方地区,包括湖北、福建等,危险度较低的省区主要集中在中东部地区,包括山西、内蒙古等。     

大规模富社团网络的时空混沌同步

以Plankton时空混沌系统作为网络节点,通过非线性耦合构成富社团(rich-club,RC)网络,研究其时空混沌同步规律.首先给出了RC网络中连接节点之间的非线性耦合函数的一般性选取原则.进而基于Lyapunov稳定性定理,理论分析了实现网络同步的条件.最后,通过仿真模拟检验了网络的时空混沌同步效果.仿真研究表明,RC网络中各富节点之间以及这些富节点各自星形连接的子网络中的所有节点均实现了完全同步.     

Distribution and germination of viable diatom resting stage cells in sediments of the East China Sea

The abundance and temporal patterns of viable diatom resting stage cells in sediments of the East China Sea in 2006 have been investigated. The abundance of viable resting stages was enumerated with the most probable number (MPN) technique. Overall, 25 diatom species (including varieties) belonging to 16 genera were detected. Viable resting stage cells were common, on the order of 10³ to 10⁶ cells/g dry mass. The abundant taxa included Skeletonema marina, S. dohrnii, Chaetoceros curvisetus and Thalassiosira spp., with Skeletonema accounting for 83.3% of the cell. The effects of temperature (10, 15, 20, 25℃), salinity (20, 25, 30, 35 psu) and light intensity (0, 300, 4 000, 8 000 lux) on the germination of resting stages in sediment samples were also determined. The results showed that light intensity had a significant positive effect on the germination of diatom resting stage cells (p <0.01) and that diatoms could not germinate in darkness. Temperature and salinity had no noticeable effects on the germination. The present study suggests that there are abundant diatom resting cells in sediments of the East China Sea, which could serve as a "seed bank" in the phytoplankton population succession and contribute to the initiation of algal blooms.