面向应用的航天遥感科学论证研究

为适应中国民用航天遥感从科学试验向业务服务模式转变,更好地探索、了解与解决应用需求与航天遥感系统对接等方面遇到的技术问题,促进航天遥感统筹协调可持续发展,中国适时于2004年成立了国家航天局航天遥感论证中心。10余年来,论证中心以航天遥感系统为研究对象,系统开展了面向应用的航天遥感科学论证概念、理论方法、技术工程与应用研究。本文是论证中心团队长期从事航天遥感科学论证研究与实践的系统总结,介绍了遥感论证初步认知、遥感论证关注问题、遥感论证理论体系与模型方法集、遥感论证能力建设及遥感论证实践等方面内容,给出了遥感论证定义并详细分析了研究范围和内容,提出了由知识维、进程维和逻辑维所组成的遥感论证作用域3维空间结构,指出社会发展加快和信息化水平提高,带动整个航天遥感数据信息链向更大规模、更短响应时间周期、更综合数据集成、更高数据质量、更加智能化方向发展,航天遥感系统将进入新的"智慧遥感"发展阶段。得益于十余年来中国民用航天快速发展,我们经历了风云三号新型载荷校飞、多角度多光谱偏振遥感器论证、环境星应用工程论证等实践,取得了多方面理论方法的突破,并应用到2030民用航天发展规划、高分辨率对地观测系统、国家自然灾害空间信息基础设施、国家民用空间基础设施中长期发展、2030中国综合地球观测系统规划等论证当中。经过不断实践,快速迭代,形成了遥感论证理论体系及相应的十大模型方法,包括遥感信息流模型、遥感信息特征模型、遥感信息应用模型、遥感信息量分析模型、遥感数据工程模型、航天遥感系统结构模型、航天遥感系统状态描述模型、航天遥感系统质量模型、航天遥感系统发展动力模型及能力体系模型。这些模型方法全面反映了航天遥感系统特征、结构、状态、发展动力、条件等,可广泛用于对航天遥感系统进行顶层设计、规划、考察、分析、评价、预测,并开展实践探索。     

现代藻类磷酸盐埋藏学实验——对磷酸盐化球状化石研究的启示

产于贵州瓮安埃迪卡拉系陡山沱组磷块岩中的“瓮安生物群”是认识早期生命起源与演化的重要窗口。因为其特殊的磷酸盐化作用,其中的球状化石内部保存了大量精细的细胞甚至亚细胞结构,但保存这些化石的磷酸盐化作用机理尚不清楚。因此,本文采用绿藻门下团藻和空球藻为实验对象,通过改变pH、温度、氧气含量等实验条件,探索藻类在不同埋藏环境下的保存状况,为早期磷酸盐化化石的埋藏机制提供证据。实验结果显示藻类在不同实验条件下的保存潜力差距较大,相同环境下两种藻类所体现的保存潜力也不一致,但都具备足够的保存潜力;空球藻细胞在埋藏过程中出现褶皱变形,但在不同条件下的形态学差异并不明显;团藻的繁殖体形态与瓮安生物群中的一类多细胞球状化石的细胞分裂形式十分相似;早期状态一致的同种藻类不管在相同还是不同的实验条件下其个体直径大小均表现出较强的差异性。本次实验模拟自然状态下的埋藏环境,因此实验现象可能在现实埋藏过程中重现,通过实验得出以下结论：磷酸盐化的埋藏环境中藻类具备足够的保存潜力;磷酸盐化会导致生物获得自身以外的形态学信息;在不同的埋藏学环境下保存的磷酸盐化球状化石的直径大小会有差异;胚胎状化石与磷酸盐化的现生藻类...     

1958-2016年呼伦贝尔草原新巴尔虎右旗气温和降水变化特征

气候变化是影响草原区植被与环境状况的重要因素。利用呼伦贝尔草原新巴尔虎右旗1958-2016年的气温和降水数据资料,采用线性倾向估计法、累积距平分析法、M-K检验法和Morlet小波分析等方法,从不同时间序列上,对该地区近59年的气候变化趋势、极端气候以及突变现象进行分析。结果表明：年平均气温以0.354℃/10a的速率上升,上升趋势显著;四季平均气温均呈现增温趋势,其中春季增温趋势最大;1985-1986年发生了由低温到高温的突变;研究区年平均气温存在11 a的强显著周期。研究区年降水量整体以8.68 mm/10a的速率呈下降趋势,变化趋势不显著;降水集中在夏季（6-8月）,占全年降水量的72.9%,7月降水量最大,有效降水日数最多;1961-1962年和1981-1982年降水发生突变;极端降水指标中日最大降水量、连续5 d最大降水量、强降水量、极强降水量、强降水比率、连续无雨日数、零降水量日数均呈现递减趋势,仅降水强度呈递增趋势,变化趋势均不显著;Morlet小波分析表明研究区年降水量存在52 a的强显著周期。新巴尔虎右旗近59 a气候总体呈现干旱化趋势。     

退耕还林对牡丹江区域生态环境脆弱性的影响研究

从脆弱生态系统的特征入手,选取景观分离度、分维数倒数、破碎度3个反映景观稳定性及抗干扰能力的景观格局指数,并结合土壤侵蚀强度构成区域生态环境脆弱性的敏感因子,针对研究区地形,以景观生态适宜度作为生态系统自我恢复能力的表征,构建了牡丹江区域生态环境脆弱度评价模型。评价结果表明:（1）退耕还林前后景观类型脆弱度均表现为旱田>建设用地>水田>林地>未利用土地>水域>沼泽>草地;（2）研究区生态脆弱度表现为以脆弱度高值区为中心呈环状向四周递减的趋势,脆弱度高值区面积比重由退耕前的21.57%减小到退耕后的17.11%,脆弱度低值区面积比重由退耕前的63.14%增加到退耕后的67.66%;（3）生态脆弱度高值区域主要分布在200~400m的海拔高度,0~8°的坡度范围内,且退耕后面积比例呈下降趋势,而低值区域则分布在>300m海拔高度的各个坡度范围内,且退耕后面积比例呈上升态势。研究结果符合研究区实际状况。概言之,退耕还林缓和了研究区生态脆弱度状况,促进了生态环境质量向良好方向发展。     

中元古代晚期浅海高能沉积环境中的海绿石:以天津蓟县剖面铁岭组为例

海绿石是一种富钾、富铁的含水层状铝硅酸盐矿物,在沉积学领域常被作为一种普遍的指相矿物。多年研究的结果表明,现代海绿石主要形成在慢速、弱还原的较深水环境中,而且还可以作为"凝缩段"的识别标志之一。天津蓟县剖面中元古界铁岭组第二段灰岩中的海绿石,产在高能叠层石岩礁之中,主要以胶体形式富集在叠层石和均一石的边界上,代表较为典型的原地海绿石;较高的氧化钾含量(大于8%)而显示出高成熟海绿石的特点。很明显,铁岭组二段灰岩中的原地高成熟海绿石,不但不能作为"凝缩段"的识别标志,而且也不是长时间地层间断的产物。由于形成在正常高能浅海环境,而且处于中元古代末期,与现代沉积中的海绿石存在较大的差异,可能代表了中元古代末期的正常浅海还处于含氧量不够充分的弱还原状态,最终使铁岭组灰岩中的海绿石成为前寒武纪海绿石产出的一个典型代表,也间接的表明了在漫长的地质历史演变过程中海绿石产出的多样性特点。     

大数据驱动下的数字古地理重建：现状与展望

古地理学是一门强数据依赖性学科,古地理重建作为古地理学的核心任务之一,着眼于研究地质历史时期地球表面的地理、生物、气候面貌及其演化规律。随着大数据时代的来临,海量古地理数据的不断积累和计算机技术的高速发展使得标准化、智能化的数字古地理重建成为可能。文章通过介绍国内外与古地理相关的代表数据库及团队,总结其优缺点,提出大数据驱动下的数字古地理重建核心思路:(1)建立标准化的古地理学知识体系;(2)建立开放互动、动态更新的古地理数据库,并利用机器阅读技术等拓展数据来源;(3)建立标准化的古地理学数据质量控制体系;(4)利用机器学习技术建立各类型古地理重建模型,深度挖掘数据;(5)以可实时更新的智能数字地图集或多维动画形式输出成果。     

鄂尔多斯盆地南部环形区成因与秦祁海槽间构造关系

近年来,鄂尔多斯盆地南部环形影像特征逐渐引起人们的关注。这个独立于鄂尔多斯盆地的环形整体特殊形状的成因各有说法。在野外地质考察的基础上,通过分析对比和探究各种相关资料,发现：鄂尔多斯盆地南部环形区和秦祁海槽在各大构造运动中都有密切联系,二者处于同一应力场;鄂尔多斯盆地南部环形区的主要成因为其与秦祁海槽等周围块体之间的相互作用,包括挤压、碰撞、旋转和磨蚀;鄂尔多斯盆地南部环形区受到古生代到新生代多次构造运动的影响,其中燕山运动和喜马拉雅运动对其抬升及形状的形成起主要作用。     

龙门山区北川甘溪剖面泥盆系养马坝组铁质鲕粒成因及其古环境讨论

龙门山区中泥盆统养马坝组底部发育丰富的铁质鲕粒。为分析该铁质鲕粒成因,本文以甘溪石沟里剖面精细实测为基础,通过详细的薄片和扫描电镜等分析,对铁质鲕粒的特征进行了研究,分析结果表明:龙门山区北川甘溪泥盆系养马坝组鲕粒类型多样,鲕粒核心包括石英碎屑颗粒、海百合碎片、黑色赤铁矿和方解石等4种类型,鲕粒圈层可分为明暗相间圈层、颜色均匀圈层和绿泥石圈层等3种类型。根据鲕粒核心和外部圈层的组合,可将甘溪泥盆系养马坝组的铁质鲕粒划分为粉砂质鲕粒、铁化鲕粒和绿泥石薄皮鲕粒等3种类型。龙门山区北川甘溪泥盆系养马坝组铁质鲕粒对古环境具有重要的指示意义,粉砂质鲕粒形成于开放近岸浅海氧化环境,而铁化鲕粒和绿泥石薄皮鲕粒则指示浅海滨岸中相对封闭的泻湖与残积鲕粒滩环境。     

基于GPS RTK技术的公路工程测量

介绍了GPS RTK技术的原理和在某公路工程测量中应用,通过与常规测量方法对比,验证了测量精度的可靠性,并分析了影响测量精度的原因,为公路测量提供参考。     

北川甘溪下泥盆统风暴岩沉积特征及其沉积模式

依据风暴沉积野外剖面实测资料,通过对北川下泥盆统甘溪组和谢家湾组风暴沉积野外剖面结构和沉积演化等的研究,建立了该区风暴沉积序列模式及分布模式。北川甘溪下泥盆统广泛发育侵蚀冲刷面、渠模构造、生物介壳滞留沉积、丘状交错层理和生物成因构造等风暴沉积构造,其中发育3类风暴沉积与7类风暴沉积序列。研究区广泛发育的风暴沉积具有良好的古气候和古地理意义,亦为前人提出的扬子板块北移和北川早泥盆世所处的温暖热带-亚热带气候环境提供了一定证据。