中国古今地图时空融合与运营平台建设

古旧地图作为重要的历史地理信息来源,需求日益扩大。本文针对国内缺乏系统全面的古旧地图展示平台的情况,在配准4000幅中国古旧地图的基础上,使用地理信息系统、数据库、SOA、Web Service、ArcGIS API for JavaScript等技术,建设中国古今地图时空融合与运营平台,通过古今地图的套叠对比,在PC端和移动端直观展现地理和人文环境变迁。平台提供对古旧地图影像数据的快速查询检索、展示、输入输出、管理等功能,可为城市规划建设、历史地理研究提供支持。     

西双版纳土地利用时空分形特征分析

本文以西双版纳为研究区域,通过解译2009、2014、2018年3期遥感影像,提取土地利用数据,利用转移矩阵和分形理论,定量分析不同时期土地利用空间结构的复杂性、稳定性及变化规律。研究结果表明：该地区近十年居民点和橡胶园面积有所增加,林地面积相应减少;其中居民点主要由橡胶园和耕地转化而来,橡胶园主要由旱地和林地转化而来;林地主要转化为灌木和橡胶园;根据分形理论中分维数及稳定性指数得出,居民点的空间结构最为规则,空间分布最为稳定,林地、橡胶园的空间结构较为简单,旱地内部镶嵌结构复杂,边缘粗糙,分布规律趋向于随机。     

基于人口流动的广东省COVID-19疫情风险时空分析

人口流动,特别是来自疫源区的人口输入,COVID-19疫情传播的关键风险来源。本文以广东省为例,利用人口迁移大数据与地理空间分析技术,综合考虑人口来源地风险差异与流入地社会经济属性差异,并依据输入性病例发病的间隔时间分布引入时滞过程,构建了包含时滞效应的疫情风险时空分析模型,理论上可以根据现状人口流动研判未来一定时期的疫情风险的变化趋势及空间格局,为提前谋划和精准防控提供决策参考。分析结果表明：① 广东省新型冠状病毒肺炎疫情在2020年1月29日拐点初现,随后呈现逐步下降的趋势。② 基于输入性病例发病的时滞过程分析,输入性病例从输入到发病普遍存在间隔时间,且间隔时间为1~14 d的病例比重较高。③ 疫情风险存在明显的空间差异,各地疫情风险依据输入风险、易感风险以及抵御风险能力的不同而存在较大的差异。④ 广东省各地市与疫源区城市之间的联系程度、人口流动规模及其交通区位因素,显著影响省内疫情风险的分级。深圳、广州等一线城市是高风险区,东莞、佛山、惠州、珠海、中山等邻近深圳和广州的珠三角城市是中风险区,珠三角城市群外围的粤东西北地区是低风险区。应根据疫情潜在风险,制定基于分区分级的防控措施,促进局地精准防控与社会整体良性运转。     

新疆五彩湾矿区开发对荒漠植被的扰动分析

荒漠露天矿区植被受损评估及环境修复是近年研究的热点方向。为了研究新疆五彩湾地区矿产开发对矿区及周边荒漠植被的扰动影响,采用1990-2017年90景Landsat数据分析煤矿开发前后矿区及周边荒漠植被的时空变化特征,并定量分析矿区植被长势对气候变化、矿区扩张的响应。结果表明：① 2006-2013年矿区植被所受的扰动最大,在周边植被长势转好的情形下出现明显的退化,在1990-2006年和2014-2017年,扰动较小,矿区与周边植被长势变化一致;② 生长季的月度NDVI分析显示,矿区中心样区的植被经历了一个先退化后恢复的过程;③ 矿区开发对周边植被长势的扰动距离分别为“西-东”方向的-17~21 km和“南-北”方向的-13~23 km,其中2013年对植被的干扰距离最大;④ 冬春季降水是五彩湾矿区及周边植被长势转好的主要因素,虽然矿区一直处于扩张的状态,然而随着降水的增加和矿尘防护措施的加强,2014年来矿区植被长势转好,与周边植被变化趋于一致。本文的研究为干旱区露天煤矿及周边荒漠植被变化动态监测及矿区开采的扰动范围提供了准确的数据支持,便于矿区管理者合理制定相关环保法规及矿区管理办法,实施相关环境保护和污染控制等措施。     

青藏高原城镇化格局的时空分异特征及影响因素

研究青藏高原城镇化格局的时空分异及其影响因素,有利于推动青藏高原现代人类活动时空过程的认知,对青藏高原就地就近城镇化及可持续发展具有参考意义。根据历次人口普查数据,本研究构建青藏高原县市尺度城镇化空间数据集,参考城镇化发展阶段,采用LISA空间类型划分法和空间计量回归模型,系统分析1990-2010年青藏高原内部城镇化格局的时空分异特征及影响因素。主要结论包括：① 青藏高原整体城镇化水平偏低,2017年底,青藏高原主体部分青海省和西藏自治区的常住人口城镇化水平分别为53.07%和30.8%,低于全国同期水平的58.52%,但青藏高原内不乏高水平城镇化地区,而且各地区间城镇化水平的空间差异缩小;② 青海西部柴达木盆地是高水平城镇化集聚区,羌塘地区是低水平城镇化集聚区,地级行政中心所在县市多呈现自身高、周边低的城镇化格局;③ 与内地相似,第二、三产业从业机会是推动青藏高原城镇化发展重要因素,社会公共服务资源对城镇化拉动作用开始凸显。研究结果可以为青藏高原人类活动研究和青藏高原就地就近城镇化可持续发展政策提供参考。     

黄土边坡可靠度的随机有限元分析

为了研究黄土边坡的可靠度,在对黄土强度参数进行变异性统计、概率分布检验及垂直向自相关距离计算的基础上,将黄土强度参数黏聚力和内摩擦角作为随机变量,将其在二维边坡剖面的空间变化作为随机场,用局部平均细分法将符合一定均值和标准差的强度参数按随机场分布在边坡剖面的有限元网格上,再采用弹-理想塑性有限元计算边坡稳定系数,用MonteCarlo法计算其失效概率。结果表明:黄土黏聚力的变异系数多在0.30以上,内摩擦角的变异系数多在0.20以下,且黄土高原从西向东两个参数的变异性都增大;黏聚力和内摩擦角的概率分布类型对边坡失效概率计算结果影响显著,统计检验发现黏聚力采用对数正态分布、内摩擦角采用正态分布为宜;黄土地层的垂直向自相关距离多在0.7m以内,与计算厚度的比值多小于0.2;在大部分黄土的变异系数与自相关距离水平下,采用确定场进行可靠度分析,多数情况将极大地高估了黄土边坡的失效概率,而在极端高变异系数水平下,采用确定场进行可靠度分析,又将极大地低估其失效概率。     

Environmental and spatial patterns as drivers of littoral macroinvertebrate assemblages in patchily distributed mountain lakes: Contribution to typology design

Biological assemblages are affected by both environmental and spatial processes. Spatial autocorrelation can be specially marked in discrete ecosystems patchily distributed over a large region (e.g., lakes arranged in districts). Lake typologies are exclusively based on environmental features, but we hardly know to what extent spatial patterns can hinder their implementation. We analysed the role of environmental factors and spatial autocorrelation in shaping littoral macroinvertebrate communities of 51 mountain lakes from a large Spanish region in order to test: 1) the suitability of the variables currently used to construct typologies; 2) the influence of spatial patterns on typology implementation. Biologically meaningful types of lakes were created and described by means of cluster analysis (Jaccard index) and multiple discriminant analysis. Water permanence, substrate type and vegetation were the main drivers of the assemblage composition. The cluster analysis and Mantel tests showed that spatial patterns did not generally hamper recognizing lake types. Only in the district with lakes closest to each other (Sanabria Natural Park), spatial autocorrelation was strong enough to overcome the effects of some factors (substrate type), but not others (water permanence).     

SPAC法在江汉平原地层结构分层中的应用

微动探测可以确定岩土性质差异较大的地质界面。利用微动探测方法,获取S波速度剖面,对潜江市浩口中学地下介质结构分层,并与该场地地震监测井项目的钻孔对比。结果表明,微动探测方法能较好分辨地层结构,对岩土性质差异较大的地层探测效果良好,可为地层分层提供重要依据。     

近四十年来冀津海岸带土地利用时空变化及驱动因素

冀津海岸带是国内港口和围填海工程集中分布区之一,高强度开发活动对土地利用变化产生深远影响。本研究基于中科院土地利用遥感监测数据,在原有分类系统基础上增加了养殖盐田用地、待利用地、滨海滩涂、浅海海域等4类利用类型,分析了改革开放以来土地利用时空变化特征及其驱因素。结果表明：（1）近40 a内土地利用总体动态度可达0.48%,土地利用强度不断上升,土地类型的主要转移方向为建设用地、养殖盐田用地及待利用地;（2）土地利用变化的峰值时段为2000-2010年,变化区域在空间上集中分布在距离海岸带3~8 km范围内,即黄骅、滨海新区、曹妃甸围填海区域及乐亭沿海陆域。地理加权回归结果显示,地形、中心城市、GDP、人口、港口等因素是对土地利用强度产生主要影响的因素,且人口及港口建设的驱动效应有所增强。土地财政依赖、过度超前规划是待利用地激增的主要政策性驱动因素,近10 a来的基本农田和滨海湿地保护政策降低了耕地和滩涂的缩减量。当前,冀津沿海地区应进一步提高待利用地使用效率,加强土地利用高强度变化区域的生态环境监测与修复。     

开挖扰动下地下交叉洞室错动带岩体微震演化规律

错动带具有“历史上多次剪切错动、延伸范围广、遇水易软化、力学强度低”的软弱特性,致使其在开挖卸荷作用下极易诱发不同程度的变形和破坏,进而严重影响地下洞室的稳定性。针对白鹤滩水电站右岸9#母线洞（地下交叉洞室）发生的错动带岩体塌方破坏,借助高精度、实时微震监测系统,系统地研究了塌方孕育过程中的微震活动性,包括微震事件时空演化规律、震级和视应力分布特征。采用矩张量理论,反演塌方孕育过程中的微震事件破裂机制（张拉、剪切或混合）,归纳、总结其演化过程为：表层围岩卸荷张拉破裂→裂纹渐进向围岩深部扩展→破裂沿错动带方向萌生、扩展（张拉破裂为主,伴随剪切或混合破裂）→裂缝与错动带交汇,切割出不稳定楔形体→爆破振动或重力作用下,错动带岩体塌方。该研究结果可为高应力地下交叉洞室错动带岩体的开挖、支护提供参考,同时对类似工程的施工具有重要借鉴意义。