基于数字孪生技术的智慧校园时空底座建设

物联网、大数据、人工智能技术的发展孕育了数字孪生技术。三维实景校园时空底座是应用数字孪生技术建设智慧校园的基础。通过倾斜摄影技术、三维激光扫描技术与人工建模技术相结合的三维校园时空底座制作方法,能够补充倾斜摄影在建筑底部及内部等遮挡密集区域的信息,在提高三维校园模型精度的同时,实现多源数据的融合三维实景建模。通过不同来源、不同格式数据的优势互补,更好地建设校园时空三维底座,为数字孪生校园的建设提供支撑。     

秦岭陕西段耕地质量时空变化特征及其驱动力

为深入研究秦岭耕地资源环境变化规律,基于动态度模型、区位指数、重心迁移模型以及地理探测器等方法,采用陕西省2005～2019年1∶10 000县级年度耕地质量等别更新评价以及统计年鉴数据,探究秦岭陕西段6个市、39个县(市、区)、353个乡镇的耕地质量时空变化格局和驱动机制。结果表明：(1)在时间上,秦岭陕西段在2005～2010年、2010～2015年、2015～2019年间耕地资源数量有所减少,且年平均减少率分别为0.45%、0.12%、0.20%,耕地数量变化趋于平稳,耕地质量等别平均值为10.98,相比陕西省耕地质量等别平均值(11.34)略高,相比全国耕地质量等别平均值(9.96)还处于较低的水平;(2)在空间上,2005～2019年秦岭陕西段耕地质量呈现出靠近关中平原的北线与西南线以及中部较高,东部、西部较低的分布格局;从区位指数变化来看,自然地理条件较好的西安市和渭南市耕地质量等别较高且为高等地的聚集区,处于陕南地区的汉中市、安康市、商洛市耕地质量较差,中等地、低等地的聚集程度较高;从重心迁移角度来看,高等地重心由周至县迁移至西安市鄠邑区,中等地重心由宁陕县迁移至镇安县,...     

中国乡村居民生计资本的区域差异及其动态演进

基于可持续生计分析框架构建中国乡村居民生计资本评价指标体系,运用Dagum基尼系数、Kernel密度估计和Markov链分析方法研究2006—2020年中国乡村居民生计资本的区域差异及其动态演进特征。结果表明：(1)中国乡村居民生计资本及各维度生计资本整体保持增长态势,具有自然资本、物质资本、人力资本、社会资本、金融资本、公共资本依次降低的特征,呈现东部、中部、东北、西部依次递减的空间分布格局。(2)中国乡村居民生计资本的总体差异以及东部、中部、西部、东北四大区域差异均呈下降趋势,区域内差异、区域间差异、超变密度的平均贡献率分别为23.889%,63.536%,12.642%,区域间差异是中国乡村居民生计资本总体差异的主要来源。(3)中国乡村居民生计资本的地区差异呈下降态势,不同区域的乡村居民生计资本的组间流动性较低,难以实现跨越式跃迁,区域间的相互作用影响中国乡村居民生计资本的空间分布。     

中国大陆台风远距离极端降水的基本特征

台风远距离极端降水可以分为极端小时降水(Extreme Hourly Precipitation,EXHP)和极端持续性强降水(Extremely Persistent Heavy Rainfall,EPHR)两类,因其作用距离远、机理复杂,是强降水业务预报中的重大挑战。为了加深对台风远距离极端降水特征的认识,本文利用2009—2019年中国自动站融合CMORPH卫星降水数据、热带气旋的最佳路径数据集,揭示了中国大陆EXHP和EPHR事件的基本特征。结果表明:环渤海、长江中下游、四川盆地是由台风远距离降水引发的EPHR和EXHP事件的3个高发区,强降水持续时间≥5 h为台风远距离EPHR的判别标准,在3个不同的区域内,EXHP的阈值分别为34.05、30.52及27.19 mm·h^-1。EPHR的发生时次与EXHP重合率高。EPHR事件的持续时间最长可达44 h,最大累积降水量可达542.03 mm,而EXHP的小时降水量更强。环渤海地区极端降水多发于夜间到清晨,长江中下游地区多集中在上午,四川盆地则集中在凌晨。造成长江中下游远距离极端降水的最大台风强度在3个地区中最强。极端降水落区与台风的最远距离发生在环渤海地区,可达4 333.1 km。     

近10 a宝鸡暴雪特征及典型个例对比分析

利用2011—2020年常规气象观测资料和ERA5 025 °×025 °再分析资料,统计宝鸡暴雪时空分布特征,并对两次区域性暴雪个例进行对比分析。结果表明：（1）暴雪集中在1—3月,2月最多,区域性暴雪均在1月;暴雪日大值区位于宝鸡东部,区域性暴雪集中在中部川塬区,局地暴雪主要在南、北山区;暴雪日降雪量均值与极大值空间分布均呈现自西南向东北逐渐增多的趋势,极大值大多出现在区域性暴雪中。（2）两次区域性暴雪过程均发生在偏东回流冷空气作为冷垫锲入中低空西南暖湿急流的形势背景下,西南急流向暴雪区输送充足的水汽和能量,低层偏东回流冷空气促使西南急流在冷垫上爬升,产生动力抬升作用,同时降低低层温度,达到降雪产生的温度条件。（3）有利于区域性暴雪产生的条件为：近地面2 m气温≤-02 ℃且850 hPa温度≤-5 ℃,600 hPa附近暖平流中心≥17×10-5 ℃/s,低层冷平流中心≤-8×10-5 ℃/s;500 hPa水汽通量最大值≥18 g/（cm·hPa·s）,中层水汽辐合持续时间≥8 h,对应水汽通量散度中心≤-9×10-8 g/（hPa·s·cm2）,垂直速度中心≤-09 Pa/s;低空θse锋区内MPV1≥11 PVU和MPV2≤-14 PVU。     

基于多源卫星资料的重庆巴南区城市热岛效应时空变化特征分析

利用夜间灯光、DEM和Landsat NDVI等多源卫星资料提取巴南区郊区背景,结合MODIS地表温度产品,采用城乡二分法和Mann-Kenddall（M-K）检验定量评估2002—2021年巴南区城市热岛时空变化特征。结果表明：（1）巴南区近20 a来城市热岛效应年变化明显,热岛面积占比随时间呈波动上升的趋势,热岛面积在近20 a增加了317%;（2）热岛效应具有明显的季节变化,夏季最强,秋季次之,春季、冬季相对较弱;（3）热岛效应具有明显的空间分布特征,主要影响巴南区西部的龙洲湾、鱼洞、莲花、李家沱街道、界石镇等居民、商业和工业集中区;（4）热岛效应影响范围和强度变化整体相对平稳。该研究结果可为区域城市生态环境、热环境、局地气候等研究和城市气象灾害预报预警提供重要的科学依据。     

1965～2005年河北日照时数时空分布特征及影响因子

以河北省1965～2005年58个气象观测站地面气象观测资料为依据,利用线性趋势分析、相关性分析、小波分析等方法,对河北1965～2005年4季及年日照时数的时空分布特征、变化趋势及影响因子进行分析,得出以下结论:⑴河北省日照时数分布存在明显的地域特征,北部高原及山地日照时数较多,东部平原次之,太行山东部地区日照时数较少,日照的这种分布特征与河北地形有直接关系;⑵河北春季平均日照时数最多,夏季次之,冬季最少,日照时数的季节分布特征受太阳高度角及天气现象、气象要素的共同影响;⑶1965～2005年河北春、夏、秋、冬季及年平均日照时数均呈显著下降趋势(与时间的相关性均超过0.01的信度检验);⑷河北各地春、夏、秋、冬季日照时数变化主要受相对湿度与总云量的影响,同时降水量、低云量、能见度等也对其有重要影响。     

2018年云南通海MS5.0和墨江MS5.9地震前地磁垂直强度极化异常时空特征研究

利用云南11个地磁台站的秒采样观测数据,计算和分析了地磁垂直强度极化值Y_zh在2019年8月13日、14日通海M_S5.0地震前及2019年9月8日墨江M_S5.9地震前的时空变化特征。研究表明,地磁台站Y_zh值的幅度在震前会出现同步增强现象。而与以往的极化震例研究相比,Y_zh值的高值异常在震前出现时间要更早些,可能会在震前2~5个月出现,距发震时间越近,产生的异常幅值可能越大,异常持续时间也越长。同时,研究还发现2次地震主要发生在异常空间等值线的高值区内,尤其在零值阈值线附近,这可能对今后发震地点的预测有一定的指示意义。对比异常产生时段内的D_st指数,认为该高值异常并非由空间电流体系所引起。     

基于水质荧光指纹法的湖泊污染溯源研究——以太湖流域滆湖为例

随着社会经济和城市化进程的快速发展,湖泊水环境污染问题日益突出,加剧了湖泊原有功能的退化和丧失,因此污染治理成为了湖泊功能恢复和可持续发挥的必要条件,但如何实现污染精准溯源又是污染治理的重要前提。为此,本文以太湖流域滆湖为例,采用一种新兴技术——水质荧光指纹法开展湖泊污染溯源。于2021年累计采集滆湖周边70个农业、13个生活、3个企业排口的瞬时出水构建污染源荧光指纹库,连续12个月采集滆湖湖体8个样点水样分析水体荧光组分。通过平行因子分析共解析出4种污染源指纹和滆湖5种水体组分,经荧光相似度(塔克同余系数)分析进一步明确滆湖主要受到种植业面源、生活源和工业源的影响。此外,荧光强度与叶绿素a浓度和藻密度的强相关性表明藻类繁殖活动也会影响滆湖。从不同污染源对滆湖的时空影响特征来看,种植业面源主要在春、夏季影响西部、中部水域,生活源主要在夏、冬季影响西部、北部水域,工业源主要在特定月份(3 4月、10 12月)影响西部水域,藻类繁殖活动主要在夏季影响湖体。通过荧光组分与水质参数的时空相关性分析得到农业源和总磷、总氮,生活源和氨氮、有机物参数(BOD₅、COD_...     

丹江口水库浮游植物群落时空变化及其与环境因子的关系

研究丹江口水库在完成高水位蓄水期间浮游植物群落的时空动态特征可为丹江口水库的水质保护与生态系统结构优化及健康管理提供一定科学依据。本研究基于2018—2020年的水库浮游植物监测数据,结合同期水库水体的理化参数,分析了丹江口水库浮游植物在不同年度、季度及空间的变化特征,以及影响浮游植物群落结构变化的主要环境因子。结果显示该区域共检测出浮游植物7个门类,其中蓝藻门、硅藻门、绿藻门、隐藻门为优势类群。2018—2020年浮游植物年均密度分别为1.96×10⁶、2.55×10⁶和5.07×10⁶ cells/L,呈现出逐年增高趋势。浮游植物季度密度表现为秋季>夏季>春季>冬季,在夏秋季节蓝藻门和绿藻门占优势,春冬季节硅藻门和隐藻门占优势,同时硅藻门在四季中均占据生长优势。空间上库区浮游植物密度明显高于支流,且汉江库区浮游植物密度高于丹江库区,其中蓝藻门和绿藻门主要在库区大量出现,而支流则以硅藻门和隐藻门为主。RDA分析显示,影响丹江口水库浮游植物的主要环境因子是水温,其次为化学需氧量、氨氮和总磷。在不同季节和...