两种基于空间相关性的遥感亚像元分类制图方法对比分析

为了对比基于Hopfield Neural Network(HNN)和几何绘图的遥感亚像元分类制图方法的具体性能,验证空间相关性原理用于遥感亚像元定位的可行性。以一个研究区的TM影像为对象,通过利用HNN和几何亚像元制图方法,获得该区的亚像元定位结果,对比分析了各方法的视觉效果、精度和时间复杂度。结果表明:空间相关性特性在两种方法中得到了良好的体现,为后续亚像元制图研究应用提供参考。     

典型LID措施对城市降雨径流过程影响

为探讨海绵城市建设中低影响开发(low impact development,LID)措施对城市降雨径流的影响,以深圳市光明区某居民小区为研究对象,通过建立区域SWMM模型,分析不同LID措施及其组合对城市雨洪过程的影响。利用研究区几场典型的降雨径流数据对模型校核验证,结果表明：构建的SWMM模型可以较好地模拟研究区降雨径流过程,纳什效率系数为0.868,峰值流量相对误差0.186,模型模拟效果较好;LID对径流峰值和总量都有削减作用,并在一定程度上延缓峰现时间,且LID布设面积越大,LID对径流的削减效果越明显;组合布设方案对径流的调控效果优于单独布设方案,单独布设方案中径流量削减效果最好的是透水铺装,峰值流量调控效果最好的是绿色屋顶,下沉式绿地的径流调控效果在三者中最差。因此,LID布设结构以及布设面积均对城市降雨径流产生影响,合理布设LID在一定程度上可以有效缓解城市内涝。     

基于GRACE的京津冀地下水储量变化

基于2003—2019年GRACE陆地水储量变化数据和全球陆地水文模型（global land data assimilation system,GLDAS）数据反演京津冀地下水储量变化,运用时空分析方法对地下水等效水高变化进行时空演变特征分析。在空间变化上,整个京津冀地下水等效水高变化速率约为-51.77 mm/a,其中：北京市变化速率最低,约为-38.15 mm/a;天津市变化速率最高,约为-62.85 mm/a;河北省变化速率与区域平均变化水平相当,约为-52.42 mm/a。基于Sen Slope和Mann-Kendall非参数检验法分析得出西部、西南部和中部地区地下水等效水高下降[JP]趋势最明显,东北部下降趋势最小。在时间变化上,地下水等效水高变化具有一定的季节性规律：夏季变化速率最大,约为-75.99 mm/a;冬季变化速率最小,约为-37.24 mm/a;春秋两季的变化速率大致相同,分别为-52.34 mm/a和-48.21 mm/a。在影响因素分析中,人类活动是引起京津冀地区地下水等效水高变化的主要因素。研究结果可为科学掌握京津冀地下水储量时空变化规律提供数据支撑。     

清流河流域水文气象要素历史演变特征

利用清流河流域1961-2012年的降水、气温、蒸发和径流量资料,采用数理统计方法系统诊断了不同尺度水文气象要素的历史演变特征。结果表明,近50年,清流河流域夏季气温呈非显著升高趋势,年与其它季节气温呈显著性升高趋势,在2007年之后,年和季节气温均存在下降的态势。年降水量和夏、冬季降水量呈增加趋势,春、秋季节降水量呈非显著性减少趋势。年水面蒸发量和除春季之外的季节水面蒸发量呈减少趋势,在清流河流域蒸发悖论现象突出。径流量的演变趋势与降水的演变特征总体一致,年和季节径流量均呈增加趋势,其中冬季径流量增加趋势显著;年和季节降水径流量之间的相关系数均在0.65以上,降水是径流量变化的主要驱动要素,因此,未来气候变化特别是降水变化对水资源的影响应引起足够的重视。     

乌兹别克斯坦水资源变化及其对供给压力的影响

梳理文献资料,结合农业、遥感和气象水文产品数据,分析乌兹别克斯坦水资源变化及水资源供给压力。分析表明:自1980年以来,乌兹别克斯坦年平均取水量由59亿m~3增至102亿m~3,灌溉农业消耗了90%以上的水资源;尽管1992年以来耕地面积总体呈下降态势(200km~2/a),且高耗水作物种植比重下降(-3.24%),但受气候变暖的影响(0.31℃/(10a)),单位面积作物需水量持续增加(3.27mm/a),导致总的需水量仍呈增加态势(2.75亿m~3/a);与此同时,上游来水量减少以及上游国家用水的增加,将进一步加剧区域水资源短缺及供给压力。为应对水资源问题,乌兹别克斯坦需加强水管理,改进灌溉技术,提高用水效率,同时,需寻求完善跨境河流水资源分配与管理的途径。该研究有助于增进对乌兹别克斯坦水资源问题的认识,并为应对该问题提供科学依据,以及为"一带一路"合作发展提供支撑。     

2000-2019年新疆水-能源-粮食系统耦合协调发展研究

水、能源和粮食是区域可持续发展的关键要素。以新疆维吾尔自治区为研究区,构建水-能源-粮食（W-E-F）系统综合评价指标体系,利用耦合协调度模型和灰色GM（1,1）模型,分析新疆2000-2019年W-E-F系统耦合协调发展水平,并对2020-2031年的耦合协调度进行预测。结果表明：2000-2019年新疆W-E-F系统的综合评价指数由0.39增大至0.61,整体上呈现上升趋势;耦合协调度从0.59增大至0.77,3个子系统之间存在着密切的联系,目前整体表现为中级协调发展水平,并预测在2025年将过渡为高级协调发展阶段。水资源子系统仍是制约W-E-F系统协调发展的关键,农业用水占比过大,导致新疆总体上结构型缺水严重。未来应积极调整用水结构,提高水资源利用效率,优化粮食消费结构,以提升系统内部的协调性。     

1980-2018年曹娥江中上游径流变化特征及归因分析

水资源对人类社会发展至关重要,掌握河川径流变化规律是实现水资源可持续利用的基础。当前关于径流变化的研究涉及径流年际变化规律、径流年内分配特征、径流变化的归因分析3个方面。利用1980-2018年嵊州站、黄泽站和花山站3个水文站的月径流数据,结合多种研究方法对曹娥江中上游的径流量变化进行了研究。结果表明：曹娥江中上游年平均径流量呈减小趋势,其中黄泽站变动最大,其次为花山站,嵊州站年平均径流量变动最小;春季各站平均径流量均呈显著减小趋势,冬季黄泽站平均径流量呈显著增大趋势;嵊州站和花山站年平均径流量在2003年发生突变,黄泽站没有明显突变点;不同时期径流量年内分配过程线均呈“三峰”形态,峰值分别出现在3-4月、6月和8-9月,峰值表现为“低－高－低”的特征;对于嵊州站和花山站,人类活动为研究期径流量减少的主要原因,而降雨因素是造成黄泽站径流量减少的主要原因。     

质谱准确测定高丰度~(15)N_2的计算方法

近年来,稳定同位素质谱(IRMS)在农业、生态、环境以及地质资源中的应用越来越广泛。在氮素研究过程中,稳定同位素质谱仪主要测定的是~(15)N自然丰度或~(15)N富集较低的气体样品,在测定高丰度的~(15)N_2时,质谱仪自动计算出的结果在精确度和准确度上,都有很大的偏差。为了探究造成这种现象的原因,利用(NH4)2SO4与NaBrO溶液反应产生N_2,精确地配制了10、25、50、70、99.14atom%的~(15)N_2系列高丰度气体样品,利用MAT-253稳定同位素质谱仪测定气体样品的~(15)N_2丰度,并采用推导出的3种不同的公式:~(15)N atom%=1/1+2I28/I29×100、~(15)N atom%=I29+2I30/2(I28+I29+I30)×100和~(15)N atom%=2/I29/I30+2×100计算~(15)N_2系列样品的丰度,并与仪器给出的结果进行对比。结果表明,在测定~(15)N atom%≥10atom%的N_2样品丰度时,质谱仪计算机软件计算出的~(15)N丰度结果并不准确,必须采用公式进行人工计算。公式~(15)N atom%=1/1+2I28/I29×100和~(15)N atom%=I29+2I30/2(I28+I29+I30)×100只适用于计算丰度约为10atom%的N_2样品的~(15)N丰度,并要求以m/z28、29和30的峰面积代入公式进行计算;而当N_2样品~(15)N atom%≥10atom%时,均可采用公式~(15)N atom%=2/I29/I30+2×100计算~(15)N_2的丰度。该方法可为质谱测定高丰度~(15)N_2提供准确可靠的计算方法。     

中原经济区资源型城市脆弱性及综合竞争力研究

文章基于对脆弱性和综合竞争力的认知和理解,构建脆弱性及综合竞争力模型,然后运用熵权-TOPSIS法和PCA法分别对中原经济区资源型城市脆弱性和综合竞争力进行测算,最后通过线性函数对两者的关系进行分析和评价。研究表明：1）从时间上来看,2006-2016年中原经济区资源型城市的脆弱性整体呈先上升后下降态势,从空间上来看,濮阳、亳州、宿州、三门峡和鹤壁的脆弱性最低;2）从时间上来看,中原经济区资源型城市的综合竞争力呈现整体上升局部下降的态势,从空间上来看,晋城、长治、淮北、洛阳的综合竞争力居前4位;3）利用线性系数分析得出,洛阳、平顶山、濮阳、南阳、宿州、亳州、邯郸和邢台的脆弱性与综合竞争力呈负相关关系,鹤壁、焦作、三门峡、晋城、运城、淮北和长治的脆弱性与综合竞争力呈正相关关系。      

行为经济与自然过程耦合视角下的水资源复杂系统建模研究

在水资源供需矛盾日益严峻的形势下,如何动态刻画变化环境下个体与群体的用水行为响应与系统演化路径,建立有效的适应性管理策略已成为水资源管理者和研究者普遍关注的问题。在梳理了国内外水资源适应性管理模型的研究进展的基础上,以密云水库流域上、下游用水主体的竞争与优化配置建模为例,解析了不同气候条件下农业水资源利用主体的响应行为模式,设计了从微观个体用水行为适应自然变化过程模拟宏观流域系统演化的建模技术路线。提出耦合农村与城市的水资源配置模型框架,系统评估了多智能体建模仿真工具现状,遵循多智能体的ODD协议与粒子群优化算法,构建了气候变化情景下农户自适应用水行为模型,为多智能体模型在人水耦合系统建模、流域尺度的水资源优化配置、适应性管理决策分析提供了借鉴依据。