建设黄河“智能大脑”服务流域生态保护和高质量发展

本文首先介绍了黄河流域水文、地理景观和地貌特征,下游河道变迁和河口变迁历史及生态治理,流域历史水旱灾害等基本背景,分析了黄河流域生态保护和高质量发展面临的主要问题和具有的优势。然后重点论述黄河“智能大脑”如何服务流域保护和发展,提出黄河“智能大脑”三要素,即感知系统（天地一体智能感知网）、存储管理系统（资源池）和操作系统（时空大数据平台）;论述了流域一体化时空大数据中心的构成及其基本功能,时空大数据平台及其目标要求,分析并提出了基于网格集成与弹性云的混合式时空大数据平台技术体制和构建技术,提出采用“共用时空大数据平台+”应用概念模型及其具体应用模式。最后讨论了时空大数据平台服务黄河流域城市数字化、网络化和智能化,加强流域上中下游7大城市群的新型智慧城市建设,推动流域生态保护和社会经济发展,提出基于流域时空大数据平台构建服务保护和发展的综合科技信息咨询服务平台,支撑流域协同创新共同体构建,增强流域整体性和协同性发展。     

肥城市土地生态系统安全评价研究

在分析土地生态系统安全内涵的基础上,以肥城市为研究区域,选取24个指标构建土地生态系统安全评价指标体系,采用熵值法、综合指数法和GIS相结合的方法,对肥城市2000—2013年的土地生态系统安全状况进行分析。研究结果表明:14年来,肥城市土地生态系统安全状况处于波动状态,土地生态系统安全面临着诸多压力。最后提出了提高土地生态系统安全状况的对策建议。     

塔里木河水资源利用的效益与生态损失

针对塔里木河流域水资源利用引起的下游水量减少，进而导致生态退化，分析了近30年该河源流区地表水引用和河流水量变化关系，用分摊法估算了水资源利用的直接效益和恢复下游地表径流的恢复费用。     

基于生态系统评价的山东省国土空间生态修复重点区域识别

国土空间生态修复是落实生态文明建设的重要抓手。科学识别国土空间生态修复重点区域,合理布局生态修复空间是当前国土空间生态修复规划面临的难点之一。本研究以山东省国土空间生态系统评价为基础,通过对山东省生态系统服务功能、生态环境敏感性和生态系统恢复力综合评价,研究识别出山东省生态修复重点区域,并对各重点区域提出了生态修复的主导方向,为国土空间生态修复规划编制提供了支撑。     

基于生态事件序列的时态关联规则挖掘

本文分析了时态关联规则挖掘的相关定义,介绍了强时态关联规则挖掘的步骤,设计并实现了基于时间约束的T-Apriori算法。提出了生态事件和生态时间序列的概念,以我国南海大亚湾海域的赤潮现象为例,研究了基于生态事件序列的时态关联规则挖掘问题。     

地理信息系统安全设计

针对地理信息系统的安全隐患,从地理信息系统安全的结构层次分析入手,从网络安全、系统安全、数据安全和用户权限四个方面提出了解决地理信息系统安全隐患的策略。     

Detecting patterns of climate change in long-term forecasts of marine environmental parameters

ABSTRACT

Forecasting environmental parameters in the distant future requires complex modelling and large computational resources. Due to the sensitivity and complexity of forecast models, long-term parameter forecasts (e.g. up to 2100) are uncommon and only produced by a few organisations, in heterogeneous formats and based on different assumptions of greenhouse gases emissions. However, data mining techniques can be used to coerce the data to a uniform time and spatial representation, which facilitates their use in many applications. In this paper, streams of big data coming from AquaMaps and NASA collections of 126 long-term forecasts of nine types of environmental parameters are processed through a cloud computing platform in order to (i) standardise and harmonise the data representations, (ii) produce intermediate scenarios and new informative parameters, and (iii) align all sets on a common time and spatial resolution. Time series cross-correlation applied to these aligned datasets reveals patterns of climate change and similarities between parameter trends in 10 marine areas. Our results highlight that (i) the Mediterranean Sea may have a standalone ‘response’ to climate change with respect to other areas, (ii) the Poles are most representative of global forecasted change, and (iii) the trends are generally alarming for most oceans.     

基于地理国情数据的城市扩张和生态格局分析——以武汉市为例

城市扩张是城镇化的主要特征,研究城市扩张规律对城市空间规划、高质量发展提供决策依据。本文以武汉市为研究区,以2015—2018年地理国情监测成果为主要数据源,通过数据整理与提取、计算城市扩张特征指数、提取城市格局变化、计算生态景观指数等处理,对研究区城市扩张和生态格局变化特征进行分析。研究结果表明:2015—2018年间,武汉市从快速扩张阶段逐渐减缓,紧凑度逐渐下降;中心城市扩张主要以种植土地破坏为代价;远城区快速扩张主要以林草面积减少为代价;在生态指数上,各生态景观类型破碎度均有下降,但水域面积保持良好。     

基于生态足迹的格网化生态承载力评价——以衡水市为例

针对行政单元生态承载力评价不能精细反映区域内部生态状况的差异和局部细节特征的问题,难以满足精细管控生态承载力的需要,本文提出了格网化生态承载力评价方法。基于生态足迹模型,结合人口空间分布模型,借助GIS空间分析技术,从格网角度对生态足迹和生态承载力进行定量估算与空间格局分析,并以衡水市为例进行试验验证。结果表明,格网尺度生态承载力评价方法与区域生态承载力评价方法相比更符合真实情况。从格网尺度看,衡水市生态足迹分布圈层特点,生态承载力呈离散分布特征。生态赤字状况表现出明显的异质性,沿滏东排河和滏阳河两侧呈条带状分布。衡水市大部分地区处于生态赤字临界状态,生态状况亟须得到保护。     

迁入地资源环境压力指标体系构建与评价——以贵州省纳雍县为例

选取贵州省纳雍县为易地扶贫迁入地研究对象,构建了评价指标体系,对迁入地资源环境压力进行了评价;同时应用层次分析法确定指标权重,计算资源环境压力,并将结果划分为相对高、中、低压力区3个等级。分析结果表明,纳雍县整体资源较为贫乏,生态环境较为脆弱,人均资源量较少,造成资源环境整体压力较大;由贫困发生率与资源环境评价值作相关分析,资源环境压力与贫困发生率呈弱负相关性。