中国近海初级生产力的遥感研究及其时空演化

1 Introduction Ocean primary productivity controls the exchange of carbon dioxide at the air-sea interface and plays an important role in the global carbon cycle and climate change. Most oceanographic research on primary productivity has focused on the ma…     

Simulations for the Original Distribution of KBOs

Using the N-body dynamical model that includes the sun, the 8 planets, Pluto, UB313 and massless particles, we simulate the orbital evolution of 551 Kuiper Belt Objects (KBOs) with known parameters. The initial conditions of the simulations are the currently observed orbital parameters. The integration backtracks from now to -10×10⁸ yr. The results show that about 10×10⁸ years ago, more than 1/3 of the presently observed KBOs resided in the region of the present Kuiper main belt, a few were located inside the Neptune orbit, and the rest were beyond 50AU; and that about 4.5×10⁸ years ago, all the objects in the Kuiper main belt exhibited a rather good normal distribution, without so many objects concentrated in the Neptune's 3:2 resonance region, as at present time.     

Design and implementation of a 3D ocean virtual reality and visualization engine

In this study,a 3D virtual reality and visualization engine for rendering the ocean,named VV-Ocean,is designed for marine applications.The design goals of VV-Ocean aim at high fidelity simulation of ocean environment,visualization of massive and multidimensional marine data,and imitation of marine lives.VV-Ocean is composed of five modules,i.e.memory management module,resources management module,scene management module,rendering process management module and interaction management module.There are three core functions in VV-Ocean:reconstructing vivid virtual ocean scenes,visualizing real data dynamically in real time,imitating and simulating marine lives intuitively.Based on VV-Ocean,we establish a sea-land integration platform which can reproduce drifting and diffusion processes of oil spilling from sea bottom to surface.Environment factors such as ocean current and wind field have been considered in this simulation.On this platform oil spilling process can be abstracted as movements of abundant oil particles.The result shows that oil particles blend with water well and the platform meets the requirement for real-time and interactive rendering.VV-Ocean can be widely used in ocean applications such as demonstrating marine operations,facilitating maritime communications,developing ocean games,reducing marine hazards,forecasting the weather over oceans,serving marine tourism,and so on.Finally,further technological improvements of VV-Ocean are discussed.     

太原盆地地下水资源模拟研究

山西省太原盆地由于地下水长期超采,引发了地下水降落漏斗、地面沉降等环境地质问题。通过GMS建立地下水水流三维数值模型,基于模型预测了现状开采条件下地下水水位的变化趋势,并提出合理利用地下水资源的措施,为地下水资源的优化管理提供科学依据。     

基于神经网络的单元自动机CA及真实和忧化的城市模拟

提出了一种基于神经网络的单元自动机（ＣＡ）。ＣＡ已被越来越多地应用在城市及其它地理现象的模拟中。ＣＡ模拟所碰到的最大问题是如何确定模型的结构和参数。模拟真实的城市涉及到使用许多空间变量和参数。当模型较复杂时，很难确定模型的参数值。本模型的结构较简单，模型的参数能通过对神经网络的训练来自动获取。分析表明，所提出的方法能获得更高的模拟精度，并能大大缩短寻找参数所需要的时间。通过筛选训练数据，本模型还可以进行优化的城市模拟，为城市规划提供参考依据。     

塔里木河流域水资源分析系统开发研究

根据水资源评价工作的基本任务和实际需求,充分利用计算机及地理信息系统技术,研究和探讨了塔里木河流域水资源分析系统(T-WRAS)的功能、结构、数据组织及其实现关键技术。同时介绍了降水量—高程量化模型(PEM)、自调节水量模拟模型(SRWQ)、基于“发展综合指标测度”的协调程度量化方法(DD)等一些模型和方法。该系统可对三源流汇流过程进行分析,对研究区进行数量、质量、开发利用及综合评价,评价结果以图、文、表等多种形式表达。系统的框架、建设思路及相关模型的研究有一定的理论和现实意义。     

地面加热对沙尘暴数值模拟结果的影响研究

利用沙尘数值预报模式并针对2002年3月18—20日典型沙尘暴过程,模拟研究了地面热通量对沙尘暴的影响及其机制。结果发现,沙尘天气数值预报模式较准确地模拟了本次沙尘暴过程。模式对白天地面加热强度和夜间地面冷却强度均有一定程度的高估。地面热通量能够使沙尘暴明显增强,同时也通过导致地面风速、层结稳定度、地面摩擦速度产生明显的日变化,进而导致沙尘暴强度的日变化。地面热通量影响地面风速的方式是导致混合层形成,从而有利于产生高空动量下传。另外,沙尘暴发生时地面热通量主要影响地面和行星边界层中的天气要素,随时间推移地面热通量能够持续影响上升运动强度,且这一影响从边界层逐渐向上扩展到自由大气,并达到500 hPa以上。     

试论地貌学的新进展和趋势

地貌变化有内在的规律,对环境保育、资源利用和自然灾害防治有重要影响。作为交叉学科和地理学的重要分支学科,地貌学具有重要理论价值和实际意义。过去10多年来,随着遥感、地理信息技术和沉积物定年、地球物理和地球化学探测以及数值模拟等新技术和新方法的应用,地貌学家的研究视野和深度不断扩大与加深,在构造地貌、气候地貌和人类活动与地貌过程等传统领域有很多新进展,揭示了不同地貌单元的变化规律和机理,极大地推动了地貌学的发展。在新时代,除了继续加强传统地貌单元的深入研究外,地貌学的发展应与全球环境变化和未来地球等重大科学问题(计划)紧密结合;地貌学家要关心人类活动对地貌过程的影响及适应,并利用新技术开展地貌过程的定量重建和数值模拟。同时加强地理学专业学生的地质学基础学习、发展定量地貌学和行星地貌学、系统开展人类活动对地貌过程的影响和适应研究,是提升中国地貌学水平的途径,也可为推动国际地貌学发展做出贡献。     

近30年来耕地养老保障功能的时空演变及政策启示

厘清耕地养老保障功能的时空演变,为新时代农村土地保障功能提供科学判断。把拥有承包权的耕地看作农户的一项资产,利用1986—2015年农村固定观察点中近61万份农户资料,分别从全国和省级尺度揭示耕地养老保障功能的演变规律,为完善农村养老保障体系提供参考。结果显示：按1986年不变价,全国层面上,人均耕地养老保障价值从550元/年降至150元/年,研究期内降幅达到72%。20世纪80年代,农民依靠承包耕地能够满足家庭老年居民的养老支出;1994年其价值已无法支撑老年居民消费,此后养老需求的缺口不断扩大。省际层面上,研究期内各省份耕地的养老保障价值均呈现下降趋势,且省际间存在明显差异;养老需求的缺口不断扩大,其中东南沿海、长江沿线地区尤为突出。耕地养老假说已失去其基本论据,依靠耕地无法满足农村老年居民的养老支出。农村养老保障必须建立在公共社会保障体系的基础上,而不能再指望农户家庭拥有的少量耕地,政府应加强农村养老服务的建设。     

古尔班通古特沙漠南缘梭梭茎干液流变化及其对环境因子的响应

利用TDP热扩散式茎流计,结合气象观测系统,对古尔班通古特沙漠南缘原生梭梭的树干液流及环境因子进行连续监测,分析了梭梭树干液流对环境要素的响应,基于潜在蒸散发和蒸腾需求指数对梭梭茎干液流进行了模拟。结果表明：（1）梭梭树干液流在晴天的日变化呈单峰曲线,液流速率上升阶段时间短于下降阶段时间,与气象因素的日变化规律不一致。不同季节梭梭树干液流速率日变化规律存在差异,夏季液流与春季、秋季相比,启动早,停止晚,峰值更大且发生更早。（2）环境要素间存在着不同程度的相关性,主成分分析表明：前三个主成分共能解释85%的环境信息,其中以空气湿度、空气温度、水汽压亏缺、潜在蒸散发、净辐射为主的第一主成分能解释47%环境信息变化,以土壤温度、水汽压为主的第二主成分能解释20%环境信息变化,以土壤含水量、风速为主的第三主成分能解释17.6%的环境信息变化。（3）在春季和夏季基于潜在蒸散发的S型模型模拟梭梭液流速率的精度更高,在秋季基于蒸腾需求指数模拟的梭梭液流速率的精度更高。（4）梭梭树干液流速率与大气水分亏缺、净辐射、潜在蒸散发之间存在非对称响应,且不同季节间的响应规律存在差异,在春季和秋季,液流速率与水汽压亏缺呈顺时针状,与净辐射、潜在蒸散发呈逆时针状;在夏季,液流速率与水汽压亏缺呈顺时针状,与净辐射、潜在蒸散发呈斜8字顺时针状。