基于SLEUTH模型的城市空间增长模拟研究--以焦作市为例

利用1988,1992,2001,2008年4个时相的遥感影像和GIS技术获取历史数据,采用SLEUTH模型,对焦作市未来城市空间演变进行研究。结果显示：SLEUTH模型重现了焦作市1988~2008年城市空间演变形态,模拟结果与实际情况比较吻合,充分证明SLEUTH模型具有普适性,通过校正能较好地描述城市增长的自然规律;预测模拟了2009~2020年城市空间增长,城市扩展趋势是新扩展中心出现边缘式扩展,向周围地区蔓延,在交通轴线连接下,形成组团式布局。研究结果为研究区城市发展及政府制定规划提供了科学决策依据。     

IPCC AR4多模式对中国地区未来40 a雪水当量的预估

通过评估参加CMIP3计划的22 个GCM在20 世纪气候情景(20C3M)下中国地区雪水当量模拟能力的检验, 挑选出模拟能力较好的模式, 通过多模式集合方法, 对SEARS的模拟结果进行集合, 预估未来40 a雪水当量在中国地区的时空变化特征.结果表明: 在A1B情景下和B1情景下, 中国地区未来40 a雪水当量年际变化均呈减少趋势; 在A1B和B1情景下, 青藏高原地区、 华北平原地区、 长江中游地区及东北北部地区的雪水当量均呈减少趋势, 其中在昆仑山西段帕米尔高原地区减少最为显著, 其次为喜马拉雅山区和巴颜喀拉山东段地区.在中国北部的内蒙古高原地区、 云贵高原等部分地区的雪水当量则有所增加.总体上, A1B情景下比B1情景下雪水当量的减少更为明显. 2021-2050年雪水当量在青藏高原减少显著; 对于季节变化来说, 在秋冬季积雪的累积期, 雪水当量可能增加, 尤其在10-12月, 而在积雪消融的春夏季(2-6月)有所减少.     

2011年3月日本福岛核电站核泄漏在海洋中的传输

使用全球版本的迈阿密等密度海洋环流模式对2011年3月日本福岛核电站泄漏在海洋中的传输以及扩散进行了数值模拟。数值模式中核废料(示踪物)排放情景采取等通量连续排放,排放时间从3月25日开始,分别持续20 d以及1 a,两种情形分别积分20 a。为了减少海洋环流年际变化带来的数值模拟的的不确定性,20 a的模式积分分别用2010年、1991-2011年、1971-1991年以及1951-1971年4个不同时段的NCEP/NCAR逐日再分析资料作为大气强迫场,因此每种排放情形包含4个数值试验。模拟结果的分析表明,不同核废料排放情景及其在不同时段大气资料对海洋模式的驱动下,模拟的示踪物总体的传输扩散路径(包括表层以及次表层)、传输速率以及垂直扩展的范围没有显著的差异。集合平均数值模拟的结果显示:在两种排放情景下,日本福岛核泄漏在海洋的传输路径受北太平洋副热带涡旋洋流系统主导,其传输路径首先主要向东,到达东太平洋后,再向南向西扩散至西太平洋,可能在10~15 a左右影响到我国东部沿海海域,且海洋次表层的传输信号比表层信号早5 a左右。通过进一步分析模式积分过程中最大示踪物浓度随时间变化发现,在积分第20 a(2031年3月),海洋表层和次表层浓度的最高值分别只有模式积分第一年浓度的0.1%和1%。在积分的20 a里,排放的核废料主要滞留在北太平洋海域(超过86%±1.5%的核废料在积分结束时,滞留在北太平洋),而在积分的前10 a(2021年之前),几乎所有的核废料滞留在北太平洋;在核废料的垂直分布上,主要集中在海洋表层至600 m的深度,在积分的20 a时间里,没有核废料信号扩散至1 000 m以下的深度。数值模拟的结果也表明核废料浓度减弱的强度以及演变的时间特征主要受洋流系统的影响,与排放源的排放时间长短关系不大。值得指出的是,更加准确地评估一个真实的核泄漏事故对海洋环境所造成的可能影响,还需要考虑大气中的放射性物质的沉降以及海洋生态对核物质的响应。     

A review of EU bio-economic models for fisheries: The value of a diversity of models

The lessons learned from a review of thirteen existing European bio-economic models used in the evaluation of EU policies are presented. How these models compare and differ in terms of their biological and economic components, the integration between the components, which indicators are selected and how they are used, are described and analysed. The article concludes that the multitude of construction differences reflects the necessity of adapting the modelling approach to answer different questions. Since real life questions in fisheries are so diverse, answering them requires a diversity of models.     

2011年3月日本福岛核电站核泄漏在海洋中的传输

使用全球版本的迈阿密等密度海洋环流模式对2011年3月日本福岛核电站泄漏在海洋中的传输以及扩散进行了数值模拟。数值模式中核废料(示踪物)排放情景采取等通量连续排放,排放时间从3月25日开始,分别持续20 d以及1 a,两种情形分别积分20 a。为了减少海洋环流年际变化带来的数值模拟的的不确定性,20 a的模式积分分别用2010年、1991-2011年、1971-1991年以及1951-1971年4个不同时段的NCEP/NCAR逐日再分析资料作为大气强迫场,因此每种排放情形包含4个数值试验。模拟结果的分析表明,不同核废料排放情景及其在不同时段大气资料对海洋模式的驱动下,模拟的示踪物总体的传输扩散路径(包括表层以及次表层)、传输速率以及垂直扩展的范围没有显著的差异。集合平均数值模拟的结果显示:在两种排放情景下,日本福岛核泄漏在海洋的传输路径受北太平洋副热带涡旋洋流系统主导,其传输路径首先主要向东,到达东太平洋后,再向南向西扩散至西太平洋,可能在10~15 a左右影响到我国东部沿海海域,且海洋次表层的传输信号比表层信号早5 a左右。通过进一步分析模式积分过程中最大示踪物浓度随时间变化发现,在积分第20 a(2031年3月),海洋表层和次表层浓度的最高值分别只有模式积分第一年浓度的0.1%和1%。在积分的20 a里,排放的核废料主要滞留在北太平洋海域(超过86%±1.5%的核废料在积分结束时,滞留在北太平洋),而在积分的前10 a(2021年之前),几乎所有的核废料滞留在北太平洋;在核废料的垂直分布上,主要集中在海洋表层至600 m的深度,在积分的20 a时间里,没有核废料信号扩散至1 000 m以下的深度。数值模拟的结果也表明核废料浓度减弱的强度以及演变的时间特征主要受洋流系统的影响,与排放源的排放时间长短关系不大。值得指出的是,更加准确地评估一个真实的核泄漏事故对海洋环境所造成的可能影响,还需要考虑大气中的放射性物质的沉降以及海洋生态对核物质的响应。     

Discretization approach in integrated Hydrologic Model for surface and groundwater interaction

The commonly used discretization approaches for distributed hydrological models can be broadly categorized into four types,based on the nature of the discrete components:Regular Mesh,Triangular Irregular Networks(TINs),Representative Elementary Watershed(REWs) and Hydrologic Response Units(HRUs).In this paper,a new discretization approach for landforms that have similar hydrologic properties is developed and discussed here for the Integrated Hydrologic Model(IHM),a combining simulation of surface and groundwater processes,accounting for the interaction between the systems.The approach used in the IHM is to disaggregate basin parameters into discrete landforms that have similar hydrologic properties.These landforms may be impervious areas,related areas,areas with high or low clay or organic fractions,areas with significantly different depths-to-water-table,and areas with different types of land cover or different land uses.Incorporating discrete landforms within basins allows significant distributed parameter analysis,but requires an efficient computational structure.The IHM integration represents a new approach interpreting fluxes across the model interface and storages near the interface for transfer to the appropriate model component,accounting for the disparate discretization while rigidly maintaining mass conservation.The discretization approaches employed in IHM will provide some ideas and insights which are helpful to those researchers who have been working on the integrated models for surface-groundwater interaction.     

基于多模型的西宁市人口规模预测

人口是反映国情、国力基本情况的重要指标,是区域研究所必须考虑的重要因素之一。合理、准确地预测城市人口规模,是城市与区域规划中首先要考虑的基本问题,也是保证规划科学性与可实施性的关键性前提。以西宁市2000-2011年历年总人口为样本数据,分别构建了一元线性回归模型、马尔萨斯模型、logistic模型及GM（1,1）模型,并进行模型检验。结果表明：（1）模型均通过模型精度检验且精度较高,GM（1,1）模型拟合度最高,均误差达到0.004%,马尔萨斯模型拟合度最低,为-1.440 8%;（2）分析模型预测精度差异产生原因及适用性,表明深入、准确地分析样本数据特征,恰当选择分析方法对于控制人口预测精度尤为重要。由于西宁市2000-2011年人口样本数据在2005及2009年数据存在波动性,破坏了其与一元线性回归模型及马尔萨斯模型的拟合度,导致在4种模型中,Logistic及GM（1,1）模型预测精度较高,而GM（1,1）模预测精度最高,所以采用GM（1,1）模型进行西宁市人口预测,得到西宁市人口预测的最终结果：2012年西宁市总人口将达到225.89×10⁴人,2015年将达到233.39×10⁴人,2020年将达到246.37×10⁴人。从结果看,未来9 a西宁市人口将呈现持续平稳增长的态势,但随着时间推进人口增长速度将逐渐下降。     

基于GWR的南京市住宅地价空间分异及演变

以南京市主城区为例,在空间自相关分析和蒙特卡罗检验的基础上,构建城市住宅地价地理加权回归模型,通过2003 年、2009 年住宅地价空间分异的对比,探讨不同影响因素对住宅地价影响的空间差异性及其随时间变化的特点,揭示住宅地价及其影响因素的空间变化关系,以促进地价的科学化管理。研究表明：① 随着影响因素数量不断增加以及合理均衡分布,区域差异性缩小,一般会减弱其对地价的影响。② 随着交通条件的不断完善,导致影响因素如CBD、主干道、公交等对地价的影响程度和范围发生变化。③ 随着时间推移,城市居民逐渐注重生活质量、居住品位的提高,公园绿地对地价的影响程度超过其他公用设施。     

Comparing models of debris-flow susceptibility in the alpine environment

Debris-flows are widespread in Val di Fassa (Trento Province, Eastern Italian Alps) where they constitute one of the most dangerous gravity-induced surface processes. From a large set of environmental characteristics and a detailed inventory of debris flows, we developed five models to predict location of debris-flow source areas. The models differ in approach (statistical vs. physically-based) and type of terrain unit of reference (slope unit vs. grid cell). In the statistical models, a mix of several environmental factors classified areas with different debris-flow susceptibility; however, the factors that exert a strong discriminant power reduce to conditions of high slope-gradient, pasture or no vegetation cover, availability of detrital material, and active erosional processes. Since slope and land use are also used in the physically-based approach, all model results are largely controlled by the same leading variables.Overlaying susceptibility maps produced by the different methods (statistical vs. physically-based) for the same terrain unit of reference (grid cell) reveals a large difference, nearly 25% spatial mismatch. The spatial discrepancy exceeds 30% for susceptibility maps generated by the same method (discriminant analysis) but different terrain units (slope unit vs. grid cell). The size of the terrain unit also led to different susceptibility maps (almost 20% spatial mismatch). Maps based on different statistical tools (discriminant analysis vs. logistic regression) differed least (less than 10%). Hence, method and terrain unit proved to be equally important in mapping susceptibility.Model performance was evaluated from the percentages of terrain units that each model correctly classifies, the number of debris-flow falling within the area classified as unstable by each model, and through the metric of ROC curves. Although all techniques implemented yielded results essentially comparable; the discriminant model based on the partition of the study area into small slope units may constitute the most suitable approach to regional debris-flow assessment in the Alpine environment.     

DEM流径算法的相似性分析

流径算法是分布式水文模型、土壤侵蚀模拟等研究中的关键技术环节,决定着汇水面积、地形指数等许多重要的地形、水文参数的计算。本文以黄土高原两个典型样区的不同分辨率DEM为研究对象,对常用的五种流径算法(D8、Rho8、Dinf、MFD和DEMON)通过相对差系数、累积频率图、XY散点分布图等进行了定量的对比分析。结果表明:算法的差异主要集中在坡面区域,汇流区域各类算法的差别较小;算法差异在不同DEM尺度下都有所体现,但高分辨率下的差异会更明显;在地形复杂区域,多流向算法要优于单流向算法。研究也进一步指出汇水面积、地形指数等水文参数对流径算法具有强烈的依赖性。