1960—2012年内蒙古降水集中度和降水集中期时空变化

利用内蒙古46个气象台站1960-2012年逐日降水数据,以表征降水年内分配非均匀特征的降水集中度(PCD)和降水集中期(PCP)指标,分析了内蒙古降水年内时间分配特征及变化趋势。结果表明:(1)近53 a内蒙古PCD平均值为0.70,呈显著减少趋势。PCP平均值为194.65°,呈不显著的提前趋势。(2)PCD高值区在阿拉善高原、锡林郭勒高原东部、呼伦贝尔高平原、大兴安岭以东地区,低值区在大兴安岭北部、乌兰察布高原、鄂尔多斯高原。全区PCP则以192°等值线为界,表现出西晚东早的空间分异格局。(3)PCD普遍呈下降趋势,以呼伦贝尔高平原、乌兰察布高原减小趋势最显著。PCP也以提前趋势为主,贺兰山、乌兰布和沙漠一线以东地区为主要的PCP提前区。(4)各站PCD与年降水量均为正相关,通过显著性检验的站点占到了60.8％。PCP与降水量的相关系数较小,显著相关的地区仅占到全区的34.7％。     

基于互补相关理论的塔里木河流域实际蒸散发时空变化及影响因素分析

基于1961-2013年塔里木河流域26个气象站逐日观测资料及阿克苏河流域与和田河流域水文站逐日径流资料,采用基于互补相关理论的平流-干旱（advection-aridity,AA）模型,计算并分析塔里木河流域实际蒸散发（ETa）时空变化特征,研究ETa与下垫面供水及气象要素的关系,探讨塔里木河流域ETa变化的可能原因。结果表明：（1）ETa与潜在蒸散发（ETp）呈现良好的互补关系,AA模型能够用来估算塔里木河流域的ETa。（2）塔里木河流域多年平均ETa为252.0mm·a^-1,1961-2013年呈现先增后减（以1996年为转折）、总体增加（11.1mm·（10a）^-1）的趋势。ETa在1990s最高,1980s次之,随后为2000s、1960s、1970s。各季节ETa大小为：夏季> 春季> 秋季> 冬季。（3）塔里木河流域ETa在源区较高,流域中部和东南部较低;流域大部分地区ETa呈显著的增加趋势。（4）1961-2013年,流域ETa的增加主要由下垫面供水条件（径流和降水）以及实际水汽压的增加引起;1997年后ETa的减少是由径流和实际水汽压的减少所致。     

移动对象多种运动参数在轨迹分类的应用

轨迹分类是以训练轨迹的特征来预测未知轨迹的类标签,可进行可疑车辆识别、非法渔船检测和交通模式检测等重要应用。当前大多数轨迹分类方法只考虑速度和加速度这2个运动参数,且只利用简单的统计量（如均值、中值、最大值）,不能充分挖掘轨迹的潜在特点,导致分类精度不高。针对该问题,本文在总结相关文献的基础上,提出一种基于移动对象运动特征的轨迹分类方法。针对速度、加速度、曲率、方向和转角这5个运动参数,利用偏度系数、峰度系数、变异系数和时间序列分析其中的自相关系数等,提取有区分力的全局运动特征;并从分割后的子轨迹中提取局部运动特征。对于方向和转角,引入方向统计学对其运动特征进行精确计算。实验表明本方法在船舶、野生动物和飓风数据集的分类精度达到了100%、80%和71.43%,实验验证了本方法构建的运动特征,在不同数据集下有效可行。     

基于时间序列聚类方法分析北京出租车出行量的时空特征

受城市资源配置、区域功能分化的影响,城市中居民的出行往往呈现出特定的模式和规律,而这种出行模式的背后反映出城市的功能结构。城市车辆GPS导航的广泛使用,以及车辆轨迹数据的大量获取,为分析城市居民出行模式及理解城市功能结构提供了数据支撑。本文以道路分割城市得到的地块为研究单元,利用北京市一个月的出租车轨迹数据,对北京居民的出行模式及城市功能格局进行分析。在轨迹数据分析中,本文从轨迹数据中提取每个地块的出行量时间序列信息,然后采用结合时间序列距离度量和时间序列自身相关性的聚类方法,对出行量时间序列数据进行聚类分析,从而研究乘客出行的时空分布特征,最后结合北京市POI数据,探讨了不同区域乘客出行规律和区域功能类型的相互关系。结果表明,出租车出行量时间序列模式在工作日和周末间存在明显差异。此外,工作日的2个出行高峰与通常的通勤早晚高峰不同。由出行量所得的区域聚类结构,除具有重要交通枢纽功能的地块外,总体上以市中心为圆心大致呈同心圆分布,且距离市中心越远出行量越小。研究结果对于分析北京市居民出行行为、辅助城市交通规划具有一定的意义。     

基于OMI数据的中国NO2时空分布与人类影响分析

近年来,空气质量不断恶化,严重威胁人类身体健康。二氧化氮(NO2)作为人类排放的重要污染物之一,实时监测其时空分布及含量,对空气质量研究及公众安全预警具有重要意义。本研究利用搭载在AURA卫星上的OM(IOzone Monitoring Instrument)传感器反演获取的2005年1月至2010年12月中国区的NO2数据,探究了NO2的时空分布特征及其人类影响。结果表明:中国NO2浓度上升趋势显著,6年来总NO2柱浓度(TotNO2)和对流层柱浓度(TropNO2)净增值分别为0.61×1015molec/cm2和0.63×1015molec/cm2,年均增长率为2.47%和5.69%;全国绝大部分地区NO2浓度呈增长趋势,但增长速率在空间上有所差异,表现为东部沿海地区大于西部欠发达地区。在全国尺度上,NO2呈现显著的时空分布差异特征:空间上,总体呈东高西低态势;时间上,东部地区的NO2浓度冬季明显高于夏季,西部地区则相反。最后,对比分析了TropNO2/TotNO2与人类足迹的相关性,结果显示二者间呈显著相关,且冬季最大,夏季最小。同时,分析发现各地地区生产总值和全国汽车保有量与对流层NO2间呈较强相关性。表明人类活动和经济发展是导致大气中NO2增多的主要原因。     

基于MOD16产品的鄱阳湖流域地表蒸散量时空分布特征

基于MOD16遥感数据集,统计分析了鄱阳湖流域2000-2010年地表蒸散量的年际和年内时空变化状况,探讨了不同地表类型下蒸散量的差异性变化特征。研究表明:①MOD16产品的精度能够满足鄱阳湖流域地表蒸散量时空变化分析的要求;②流域内平均蒸散量的年际波动较大,以2003年、2007年尤为突出,分别超出多年平均值49.28 mm和46.71 mm。ET空间格局呈现四周高、中间低的分布规律,尤其在高植被覆盖区蒸散量较大;③年内蒸散量呈单峰型分布,季节性变化特征明显,地表蒸散主要集中在5-9月份,最高值出现在7月;④土地利用特点基本影响着流域蒸散量的分布状况。蒸散强度大小按地表类型排序依次为林地>草地>农田>裸地>城镇。研究结果对鄱阳湖流域旱涝灾害成因分析、生态需水量研究等均具有一定的理论和实践参考意义。     

Evaluating the impact of spatio-temporal scale on CPUE standardization

This study focused on the quantitative evaluation of the impact of the spatio-temporal scale used in data collection and grouping on the standardization of CPUE(catch per unit effort).We used the Chinese squid-jigging fishery in the northwestern Pacific Ocean as an example to evaluate 24 scenarios at different spatio-temporal scales,with a combination of four levels of temporal scale(weekly,biweekly,monthly,and bimonthly)and six levels of spatial scale(longitude×latitude:0.5°×0.5°,0.5°×1°,0.5°×2°,1°×0.5°,1°×1°,and 1°×2°).We applied generalized additive models and generalized linear models to analyze the24 scenarios for CPUE standardization,and then the differences in the standardized CPUE among these scenarios were quantified.This study shows that combinations of different spatial and temporal scales could have different impacts on the standardization of CPUE.However,at a fine temporal scale(weekly)different spatial scales yielded similar results for standardized CPUE.The choice of spatio-temporal scale used in data collection and analysis may create added uncertainty in fisheries stock assessment and management.To identify a cost-effective spatio-temporal scale for data collection,we recommend a similar study be undertaken to facilitate the design of effective monitoring programs.     

近40 a来基于低分辨率遥感数据和GIS的全球城市时空变化研究

近几十年来, 全球生态系统、气候和生物多样性已不同程度受到人口快速增长和城市持续扩张带来的负面影响. 使用低分辨率遥感影像数据和GIS技术定量分析了近40 a全球城市时空变化. 世界数字化图(Digital Chart of the World, DCW)城市图层代表1960年至1970年的全球城市面积, 利用MODIS影像数据、稳定夜间光数据和城市格网人口密度数据编制的全球土地覆盖数据城市图(Global Land Cover by National Mapping Organization, GLCNMO)代表2003年时的全球城市面积. 计算了1960年和2003年全球城市的城市用地比重和年城市增长率指数, 从区域尺度、国家尺度和单个城市尺度分析了全球城市扩展的时空变化过程. 结果表明: 在1960年代发达国家城市面积较大, 而发展中国家城市面积小得多; 到2003年发展中国家有相当大的变化, 新增长的城市区域快速扩大. 近40 a来发展中国家城市区域发展速度远快于发达国家, 与欧洲和北美国家相比, 发展中国家城市结构更紧凑和密集.     

气候变化和人类活动在榆林市荒漠化过程中的相对作用

针对已有研究的不足,提出一个集成时序和空间两方面特征的植被-气候时空关系统计模型,并用来在栅格尺度上定量区分陕西省榆林市荒漠化动态中气候变化和人类活动的相对作用。结果显示,1986-2000年,榆林市荒漠化发展主要发生在南部丘陵沟壑区,逆转主要发生在北部风沙草滩区,这一空间格局特别明显且在研究期内没有发生根本改变。从第1时段(1986-1990年)至第2时段(1991-1995年),荒漠化整体上处于发展状态,且无论是荒漠化发展区还是逆转区,人类活动的作用均占据绝对主导地位,分别为98.7%和101.4%,气候变化的作用甚微;从第2时段(1991-1995年)至第3时段(1996-2000年),荒漠化过程整体上达到稳定态势,在荒漠化发展区,气候变化和人类活动的作用基本相当,分别为46.2%和53.8%,而在荒漠化逆转区,人类活动的作用达到了119.0%,气候变化的作用则为-19.0%。另外,气候变化和人类活动的相对作用有很大的空间异质性。     

粗糙海底波导中信号的时间反转时空聚焦

对粗糙海底波导中信号的时间反转时空聚焦进行仿真研究。利用数值计算分析不同海底粗糙度RMS(平均起伏高度)下的聚焦效果,并与平整海底时作比较。研究结果表明:在本研究计算参数范围内,粗糙海底的RMS越大散射强度越大,信号在声源处的时间反转时空聚焦效果比平整海底时稍有减弱,但随着RMS增大无明显减弱。因此,时间反转技术适用于粗糙海底波导中的目标探测。