基于RSEI的长时序区域生态安全格局构建——以太行山区河北段为例

以太行山区河北段为研究对象,计算遥感生态指数(Remote Sensing Ecological Index, RSEI),进而识别生态源地,选取土地利用类型、归一化植被指数、高程、坡度等多源空间数据进行综合阻力评价,采用电路理论模型提取生态廊道和生态夹点,构建“源地-廊道-节点”的长时序区域生态安全格局。结果表明：(1)研究区2002年、2007年、2012年、2017年、2021年的RSEI均值分别为0.507、0.538、0.554、0.493、0.541,20年间RSEI呈现“上升-下降-上升”的变化趋势;(2)研究区源地总面积逐期增加,初期至末期面积增加5 705 km²,面积占比由2.66%增加至18.56%,源地斑块RSEI均值由0.774上升为0.834;(3)研究区主要生态廊道呈现南北纵向分布,研究末期识别生态源地16个,生态廊道21条,生态夹点5个。     

基于RS和GIS的松辽平原黑土流失研究

基于RS和GIS技术,利用1986年TM数据和2001年ETM数据,对松辽平原黑土分布现状与动态变化进行监测研究,分析了黑土流失特点及其时空分布规律,并引入冲沟线密度概念量化黑土流失趋势。结果表明:松辽平原典型黑土面积54989.92km²,沿京哈铁路线呈弧形条带状展布;1986～2001年间,黑土区水土流失面积达3765.21km²,减少速度为251.01km²/a,集中在河流两岸、较大建筑用地附近和与盐碱土接壤的地区;仅考虑冲沟的有效作用域,预计到2016年黑土面积平均会有1411.0km²/a转变为冲沟,黑土流失状况不容乐观。     

基于GIS的滑坡地质灾害易发性分析——以六盘水市为例

以贵州省六盘水市为例,以GIS平台为基础并结合Logistic-模糊综合理论耦合模型,在前人研究的基础上,选取了气象水文要素(降水量、河流密度)、地层岩性要素、基本地形地貌(土壤侵蚀、高程、坡度、地表起伏度)、人类干扰(人类活动强度)等四方面因素作为易发性指标综合得出六盘水市地质灾害易发性区划图.结果表明：极高易发性区域占比22.45%,面积达2 172 km²,高易发性区域占比40.11%,面积达3 880 km²,中易发性区域占比28.01%,面积达2 710 km²,低易发性区域占比9.43%,面积达912 km²;从空间分布上看,呈现不均匀分布,极高风险区域和高风险区域集中于盘县、六枝特区,在钟山区和水城县有少量分布,并且受坡度和地表起伏度影响较大;结合当地实际分析,极高风险区和高风险区与六盘水矿业开发较多的区域相关联性较高.     

景观格局对城市热环境的影响——以南昌市为例

基于1989、 2001、 2011和2017年Landsat遥感影像反演地表温度和提取地表覆盖信息,利用Uniform tiles和单因素线性回归方法,研究了1989—2017年南昌市景观格局的变化对热环境的影响,分析了城市发展过程中景观格局对地表温度的影响机制及影响因素。结果表明：1)1989—2017年,不透水表面景观面积增加了195.57 km²,城市热岛区域面积扩大了217.74 km², 2017年热岛区域面积已高达432.76 km²。2)热环境区域的景观类型主要为不透水表面,占比每增加10%,温度上升0.62℃;而绿地、水体景观占比每增加10%,温度则下降0.79℃。3)不透水表面景观空间分布越集中,斑块越紧凑,密度越大,将导致地表温度升高,热岛效应进一步增强;绿地、水体景观则相反。景观格局是影响城市热岛效应的决定性因素,在城市化进程中,合理规划城区景观格局将有效缓解城市热环境现象。     

岩溶地区地下空间开发适宜性评价——以桂林市规划中心城区为例

以桂林市规划中心城区为例,选取了12 个影响岩溶地区地下空间开发利用的地质环境因素( 地貌类型、地下水富水性、地下水位埋深、地下河对地下空间开发的影响程度、土体厚度、土体地基适宜性、岩体结构、岩溶塌陷易发程度、岩溶发育程度、断裂构造、特殊性土发育程度、人类工程活动强度) ,利用地质环境要素通过专家－ 层次分析法建立了岩溶地区地下空间开发适宜性评价指标体系和评价方法,并通过MapGIS 软件实现可视化。依据预测分区指标计算,将研究区浅层地下空间资源开发利用适宜性划分为: 适宜性好( Ⅰ) 区的面积为34. 43 km² ; 较好( Ⅱ) 区412. 34 km² ; 较差( Ⅲ) 区397. 71 km² ; 差( Ⅳ) 区35. 52 km²。     

基于面向对象分类方法的查干湖地区生态环境变化遥感分析

利用遥感技术结合高精度GPS野外定位技术,应用面向对象分类方法,利用1988年和2004年两期遥感数据对生态敏感区域——查干湖自然保护区的生态环境进行了土地利用类型遥感提取、GPS野外验证,结果表明,查干湖地区16年来水体面积减少了139.36km²,盐碱地增加了106.83km²,碱斑面积增加了107.21km²,环境恶化现象严重。初步分析了环境变化的原因并提出了治理建议,探讨了基于多特征的面向对象分类方法的具体应用。     

面向生态安全格局的岷江地区生态修复重点区域识别

岷江流域从地理单元上横跨川西北丘状高原山地区、成都平原区、盆中丘陵区和川西南山地区,涵盖了森林、草地、湿地等多种类型,生态结构复杂,生态系统完整。以岷江地区为例,基于景观生态学理论和GIS技术,综合运用生境质量模型,结合流域生态系统服务功能重要性,根据粒度反推法提取生态源地;依据景观类型、流域生态系统服务功能风险性和地形因子构建最小阻力面模型;采用电流电路理论和生物物质流动模型构建研究区生态修复重点区域识别模型。最终识别得到生态源地面积7 111.32 km²,占研究区总面积的22.23%;生态廊道总长3 713.62 km,沿岷江水系分布明显;结合国内生产总值对区域内断裂点分级得到待修复的生态断裂点共36处,其中四级断裂点5个,综合识别得到沿岷江干流分布区宏观生态安全格局,为岷江流域自然资源合理分配提供科学指导,为生态修复工作提供理论依据。     

基于GIS评价活动断裂对公路的影响——以宁夏地区为例

为了查清活动断裂对公路的影响,总结了宁夏地区9条全新世活动断裂的基本特征和活动性,确定了评价和预测活动断裂对公路工程影响的指标体系,并建立了分级标准。采用优先排序法对指标进行筛选和优化,运用主成分分析法确定权重,选用多级模糊综合评判法建立了评价模型。以ARCGIS9为平台,建立了宁夏地区活动断裂空间数据库,运用矢量叠加运算实现了宁夏地区活动断裂对公路影响的现状评价,运用栅格叠加运算实现了宁夏地区海原活动断裂带对公路影响的预测评价。预测结果表明,宁夏地区对公路影响大的海原活动断裂面积为12.34km²,占全区总面积的1.0%;影响较大的为271.28km²,占总面积的21.4%;影响中等的为400.05km²,占总面积的31.6%;影响小的为585.04km²,占总面积的46.0%。     

燃料电池客车高压舱氢气泄漏扩散

为了探究通风面积和通风格栅的布置方式对燃料电池客车高压舱氢气泄漏扩散的影响,建立三维高压舱氢气泄漏扩散模型. 利用数值模拟方法进行研究,结果表明,针对所提到的燃料电池客车高压舱,当总通风面积为0.096 m²时,从氢气开始泄漏到舱内氢气摩尔分数降至安全值以下,所需时间为25 s;当总通风面积为0.128 m²时,所需时间为21 s. 通风面积的增加可以显著加快舱内氢气的扩散. 当通风总面积一定时,相对于增大单个通风格栅的面积,在垂直方向上增加通风格栅的数量能够更加快速有效地使泄漏出的氢气排至舱外. 研究揭示了高压舱内氢气的泄漏扩散过程. 当高压舱内部发生氢气泄漏时,泄漏出的氢气沿舱室两侧向顶部扩散,并在左右两侧最高处聚集,应将氢气浓度传感器布置在舱室左右两侧最高处.     

丹江口水库水域变化遥感监测研究

基于2013—2020年的Landsat8遥感数据,利用PIE-Engine遥感大数据平台,以改进的归一化水体指数(modified Normalized Difference Water Index,m NDWI)和植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)为指标,采用决策树法获得丹江口水库月度水域数据集,从月度、季度和年尺度上对丹江口水库的水域面积时间变化进行研究,并探讨其原因,同时研究了库区消落带的空间分布和时间演化特征。结果表明:整体上,2013—2020年丹江口水库的水域面积总体呈上升趋势,最大水域面积为751.36 km²(2017年10月),最小水域面积为294.93 km²(2014年4月);在季度尺度上,无论通水前后,库区秋冬季的水域面积最大,春季的水域面积最小;丹江口水库的消落带大部分分布在丹江库区,南水北调中线一期工程通水后,消落带面积较通水前增加,且主要分布在丹江库区中部和北部地区。     

一种无线传感器网络节点互斥多径路由算法

创建节点互斥的多径路由是提高网络能效性和可靠性的有效手段,可极大地节省网络资源．提出了一种节点互斥多径路由算法,将所有网络节点按距离汇聚节点s的跳数分层,由s节点启动路由发现流程,将路由消息逐层泛洪到每一个节点,最终为每一个源节点建立起通往s的多条节点互斥路径．在理论上证明了节点互斥多径路由算法的无环和互斥特性,同时也保证了整个网络流量和能量分布的均衡．最后将其嵌入定向扩散协议中,通过仿真进一步验证了其可靠性和能量效率较单路径定向扩散有较大的提高．     

黄河下游城市林地生态网络构建与分析——以济南市为例

济南城市林地生态网络构建与分析研究是黄河下游城市群生态保护和高质量发展的重要科学依据。文章以济南市林地资源为研究对象,采用形态学空间格局分析模型、最小累积阻力模型和重力模型构建了济南市林地生态网络,分析其林地资源生态格局。结果表明：济南市林地资源相对丰富,其面积达1 938.57 km²,其中核心区占比为46.35%,主要分布于中、西、南部山区;济南市生态廊道整体质量较高,但生态网络空间分布极不均衡,整体结构相对简单;加强对莱芜区林地生态源地的保护,适当减少人类活动的影响,填补中南与中西南地区林地内部空洞,降低林地景观破碎化程度,可以促进济南市林地资源的均衡分布。     

智能家居无线传感网定向扩散协议的优化方法

定向扩散协议是以数据为中心的平面路由协议,针对应用于智能家居领域,提出对定向扩散路由算法的改进,将节点按房间的顺序规划在不同的矩形监测区域内,家庭设备节点在线注册保存进入家庭网关Sink节点中,Sink节点识别消息接收节点的源ID号并扩散消息到指定的矩形监测区域内,完成区域节点之间的消息转播,源节点接收消息完成梯度建立,以此流程再进行下一个监测区域的工作.将改进算法与传统的泛洪质询算法进行了比较,结果显示,改进算法提高网络的能效性,延长网络生命周期且节省能耗.     

三峡宜昌区域松材线虫病疫情扩散空间分析

[目的]了解松材线虫病疫情扩散、流行与发生地理空间分布,获取疫源地理空间分布规律,为疫情防控和决策提供理论依据.[方法]应用ArcGIS软件进行核密度分析、区域重心分析以及多环缓冲区分析等,揭示松材线虫病疫情扩散空间格局和分布特征,并对疫情扩散风险进行预测,利用Moran's I指数进行空间自相关分析.[结果]三峡宜昌区域疫情重灾区集中在当阳市、夷陵区和宜都市;受害松林密度相对集中,传播距离长、跨度大,疫情传播特征呈现地理面状扩散,疫源呈跳跃和迁移式发展,局部爆发特点;松林受害地理分布集中在海拔1200 m以下,高海拔成为疫源传播的自然屏障;疫源的分布模式为随机分布,松材线虫病危害程度由中心聚集向周围扩散.[结论]三峡宜昌区域处于疫情包围之中,该区域疫源具有传播扩散风险.基于地理空间分析,应根除松材线虫疫源地,控制人为和自然传播来阻挡疫源扩散,减少疫情爆发.     

基于Landsat遥感数据的射阳港电厂温排水时空特征

以Landsat 8 TIRS卫星遥感数据源为基础,开展射阳港电厂温排水排放对附近海域温度场的影响分析。采用辐射传输方程算法对射阳港电厂周边海域的海表温度进行反演,将海面实测数据与海表温度反演数据进行对比验证。验证结果表明,海表温度反演结果与海面实测数据相差0.06℃,有很好的一致性。基于海域温度反演结果,分别对电厂温排水的温度场分布、温升区范围、潮汐等进行具体分析。结果表明,2021年6月、7月、8月份的最高温升区间在2～2.5℃,其温升面积分别为3.18,0.23,0 km²,最高温升温度未超过4℃,符合第三类海水水质标准(GB 3097—1997),最低温升区间(0～1℃)的温升面积分别为39.60,34.72,36.98 km²;潮汐对温排水扩散有影响,大潮涨憩时刻温升区总面积较涨急时刻大。     

WSNs中基于能量均衡定向扩散的移动Agent路由算法

提出一种无线传感器网络中基于能量均衡定向扩散的移动Agent路由算法(EBDDMA).首先,改进定向扩散协议,组合利用最大最小路径节点剩余能量和最小跳数2个度量建立多向最优传输梯度,源节点通过发送两组不同的探测数据包来分别完成源节点的发现与移动Agent迁移路由的建立.随后,移动Agent根据各源节点已建立的移动Agent路由表来动态的选择下一跳节点并进行数据融合,最终返回Sink节点.在源节点发现及移动Agent返回阶段,各节点根据多向最优梯度度量动态构造概率选择函数并进行下一跳选择.同时还针对路由维护问题提出了一种路径快速修复机制.仿真结果表明,与已有的两种算法相比,EBDDMA可在保证较小端到端传输延时的基础上有效的平衡网络能耗,从而延长网络的生存期.     

高维空间信号依赖型Keller-Segel系统的有限时刻爆破

本文研究了具有密度抑制效应的抛物-抛物型Keller-Segel系统的Neumann初边值问题：■的有限时刻爆破,其中,Ω为Rⁿ(n≥3)中的光滑有界球形区域,γ(v)为扩散强度。本文考虑了指数型的扩散速率γ(v)=e^-χv,其中χ为常数。证明了对于任意的初始聚集量∫_Ωu₀=m(m>0),存在满足一定低能条件的径向对称的初值■,使得系统的解会在有限时刻发生爆破。     

无线传感器网络中基于互斥多路径的改良定向扩散协议

针对定向扩散路由在能效性和可靠性方面的不足,指出一种互斥多路径定向扩散路由DMDD(Disjoint Multipath Directed Diffusion)协议.DMDD将所有网络节点按距离汇聚节点的跳数分层,由汇聚节点启动路由发现流程,将路由消息逐层泛洪到每一个节点,最终为每一个源节点建立了互斥多路径路由表.这些互斥路径同时还保证了最小跳数和最小时延.理论分析和仿真结果表明,DMDD协议比定向扩散路由协议具有更高的能效性和可靠性.     

不同降雨情况对武汉市主城区典型区域积水过程影响分析

以武汉市港西片区为研究对象,构建了暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM)和Newflood模型的城市地表水文水动力耦合模型,模拟不同重现期设计暴雨情景下研究区内涝积水变化情况,分析了城市内涝对不同强度降雨条件的响应特征。结果表明：构建的耦合模型可较好地模拟研究区内涝积水变化情况,SWMM模型的纳什效率系数在率定和验证环节中均高于0.8,Newflood模型模拟的积水点位置及对应的最大积水深与实际情况较为吻合,模型模拟效果较好;随着设计降雨重现期的增大,研究区的淹没面积、淹没水量及平均水深也随之不断增加,研究区总淹没面积由1.55 km²增加至2.65 km²;在5 a一遇～100 a一遇的所有设计降雨情景下,研究区域的积水情况主要以轻微积水为主,积水深度大于0.15 m的区域占淹没面积的比例随着重现期的增大而增加,重现期为100 a一遇时该比例达到最大。研究成果可为城市内涝防治和管理提供技术支撑和参考。     

TendiffPure：一种用于纯化的卷积张量链去噪扩散模型（英文）

扩散模型是有效的纯化方法,在现有分类器执行分类任务之前,使用生成方法去除噪声或对抗性攻击。然而,扩散模型的效率仍然是一个问题,现有的解决方案基于知识蒸馏,由于生成步骤较少,可能会危及生成质量。因此,我们提出TendiffPure,一种用于纯化的张量化和压缩的扩散模型。与知识蒸馏方法不同,我们直接使用张量链分解压缩扩散模型的U-Net骨干网络,减少参数数量,并在多维数据(如图像)中捕获更多的空间信息。空间复杂度从O(N²)减少到O(NR²),其中R≤4为张量序列秩,N为通道数。实验结果表明,基于CIFAR-10、Fashion-MNIST和MNIST数据集,TendiffPure可以更有效地生成高质量的净化结果,并在两种噪声和一次对抗性攻击下优于基线纯化方法。