A Methodology for Clustering Lakes in Alberta on the basis of Water Quality Parameters

In this study, a methodology for clustering 18 lakes in Alberta, Canada using the data of 19 water quality parameters for a period of 11 years (1988–2002) is presented. The methods consist of (i) principal component analysis (PCA) to determine the dominant water quality parameters, (ii) cluster analysis techniques to develop the characteristics of the clusters, and (iii) pattern‐match lakes to determine the appropriate cluster for each of the lakes. The PCA revealed that three principal components (PCs) were able to explain ～88% of the variability and the dominant water quality parameters were total dissolved solids, total phosphorus, and chlorophyll‐a. We obtained five clusters for the period 1994–1997 by using the dominant parameters with water quality deteriorating as the cluster number increased from 1 to 5. Upon matching cluster patterns with the entire dataset, it was observed that some of the lakes belonged to the same cluster all the time (e.g., cluster 1 for lakes Elkwater, Gregg, and Jarvis; cluster 3 for Sturgeon; cluster 4 for Moonshine; and cluster 5 for Saskatoon), while others changed with time. This methodology could be applied in other regions of the world to identify the most suitable source waters and prioritize their management. It could be helpful to analyze the natural controlling processes, pollution types, impact of seasonal changes and overall quality of source waters. This methodology could be used for monitoring water bodies in a cost effective and efficient way by sampling only less number of dominant parameters instead of using a large set of parameters.     

基于混合像元分类的城市地表覆盖时空演变格局研究

基于可能性理论和中心点聚类方法的原理,提出可能性C中心点(PCRMDD)聚类方法.运用该法对上海市中心城区Landsat ETM+遥感影像进行混合像元分类,并自动获取地物端元盖度分布图及影像端元光谱,解混精度的检验结果表明该方法能在噪声环境下获得精度较高的分类结果和端元光谱信息.根据各时期研究区域的地表覆盖分类结果,应用GIS空间分析功能,进一步探讨在城市化过程中上海中心城区土地利用时空演变格局,揭示城市用地空间扩展模式.     

数据挖掘技术在水文预报中的应用及水文预报发展趋势研究

数据挖掘作为知识发现过程中的重要步骤,是从大型数据库中提取未知的、有价值的和可操作性的关系、模式和趋势用于决策支持的过程。我国目前在防洪领域存在着大量水文数据,如何充分有效地利用各种智能算法对这些数据进行分析与挖掘,以形成相应的水文预报模型进行准确的水文预报是防洪决策支持系统完善和发展的重要方面。本文首先全面地介绍数据挖掘的功能分类及以数据挖掘为基础的水文预报体系,然后对数据挖掘技术在水文预报中的应用进行了探讨和研究。     

基于空间自回归和空间聚类的渔情预报模型

作者针对远洋渔场渔情预报精度偏低的问题,提出一种基于空间自回归和空间聚类的渔情预报模型。该模型利用空间自回归对收集到的渔业历史数据进行预处理,然后通过空间聚类将所有数据样本根据地理位置分划成若干个区域,最后研究每个区域中环境数据与渔获数据之间的数学关系,各自建立栖息地适宜性指数模型(Habitat Suitability Index,HSI),并以印度洋大眼金枪鱼(Thunnus obesus)为例进行验证。结果表明,本模型的均方差为0.1742,与传统线性回归方法的均方差0.2363相比,能更好地表达海洋环境数据与渔获量之间的关系,预测精度显著提高。     

An Ensemble of Geostatistical Simulated Realizations Using a Clustering Algorithm to Reproduce Model-Based Statistics: Case Study of a Gravel Reserve at Kivalina,Alaska

This paper demonstrates the convergence of model-based statistics from multiple simulated realizations. Theoretically, the convergence of realization statistics is guaranteed over the number of realizations that are independent among themselves. The rate at which realization-based statistics converges with model-based statistics is important and must be assessed. However, due to poor selection of the random number generator, the generated realization might be far from mutual independence. We use the k-means clustering algorithm to select nearly independent realizations from a set of realization models. We apply the proposed algorithm to a coastal erosion problem in Alaska to estimate the amount of gravel.     

台湾以东黑潮路径识别与变化规律

为研究对中国台湾以东海域黑潮路径及其变化,本文基于法国空间局AVISO中心提供的1993—2015年的卫星遥感海表流场逐日资料,对121°—125°E,22.4°—25°N海域黑潮路径进行了逐日识别,得到了共计23年累计8400天的台湾以东黑潮流轴的逐日路径,并研究其在不同纬度的流轴位置及其对应的表面黑潮流量的时空变化规律。主要结论如下:(1)采用模糊C-均值聚类法对台湾以东黑潮流轴路径进行聚类分析,发现台湾以东黑潮流轴在24°N以南出现明显摆动,形成正常和偏东两种路径;黑潮流轴存在明显的时间变化,流轴偏东现象年平均大约出现25次,大致每隔3年出现一次偏东较少的现象,各月流轴偏东次数以4、5月最少,10月至次年3月较多;(2)台湾以东黑潮表面流量大小在6.2—8.3×104m2/s之间;总体上来说,纬度越高流量越大,在23.5°N左右范围内存在一个流量低值中心;在24.3°N以北流量总体较大,且增长趋势稳定,同时表面流量大小具有较强的季节和年际变化特征。     

冬季大风影响下的渤黄海水交换特征

利用ROMS海洋数值模式对2006年冬季渤黄海的海洋动力环境进行模拟,基于温度、盐度模拟结果,使用谱混合模型进行水团分析,定义了渤海海峡地区的水交换区。并进一步讨论了冬季大风事件对水交换区的影响,给出了冬季大风影响下的渤黄海水交换特征。研究得出,冬季的黄海水团以“舌”形分布于渤海海峡地区,水交换区则表现为沿“舌”形边缘呈带状分布,具有西北——东南的走向趋势,并且在“舌”尖处的水交换面积最大。通过缩小研究范围,发现位于黄海最北部的沿岸海域并不参与渤黄海之间的水体交换。最后研究发现,冬季大风事件对渤海水交换具有促进作用,具体表现为：大风过程使黄海暖流对渤海的入侵更加深入,水交换区向渤海方向伸展,南部的水交换带变宽,河流径流进入渤海后与渤海水的混合区加大,并发生北移。     

我国几种常见润滑油的指纹分析

采用气相色谱／质谱方法（GC／MS）对7种常见润滑油中的生物标志化合物（正构烷烃、姥鲛烷、植烷、甾烷、萜烷、多环芳烃）进行定性分析,并基于其生物标志化舍物指纹信息进行了多元统计分析。结果表明,润滑油的气相色谱图中不可分辨的混合物（UCM）具有明显优势;润滑油中含有丰富的甾、萜烷类稠环生物标志化合物,仅含有非常少量的饱和...     

基于高斯混合模型的海冰图像非监督聚类分割研究

为了利用海冰图像识别技术获取海冰冰况信息, 探索了利用高斯混合模型进行海冰图像分割的技术途径, 描述了具体算法, 并利用高斯混合模型的最大期望值（EM）算法以及最小描述长度（MDL）准则对渤海海冰图像进行目标提取。研究结果表明, 该方法可以很好地实现海冰信息的有效提取和海冰图像的有效分割, 从而证明了建立在图像分割技术...     

灰色聚类法在东昌湖水质富营养化评价中的应用

根据东昌湖2009年4月的现场监测数据,采用灰色采类法,选用叶绿素a、总磷、总氮、透明度和COD为聚类指标,对东昌湖水体进行富营养化评价,结果显示:2009年4月,东昌湖水体CODMn平均值为4.49mg/L,属于地表水Ⅲ类水质,TP平均值为0.052mg/L,属于Ⅳ类水质;TN平均值为2.27mg/L,属于劣Ⅴ类水质...