1980—2020年全球重大洪灾时空特征探析

为充分理解全球洪涝灾害的时空演变规律,基于长时间序列全球历史洪灾数据,运用数理统计和GIS空间分析方法,在不同空间尺度和年代际、年际的时间尺度上,全面分析了1980—2020年重大洪涝灾害的时空特征。结果表明:①全球洪灾次数在21世纪前10 a达到峰值,死亡和影响人口在1990s达到峰值,累计经济损失在2010s达到峰值,次均经济损失在1990s和2010s最高;②洪灾发生次数及造成的经济损失在1980—2020年期间呈显著上升趋势,每次洪灾造成的人口损失呈现下降趋势;③亚洲洪涝灾害严重,洪灾的发生次数、死亡人数、影响人口及经济损失的累计值分别占全球总数的41%、68%、95%和63%,然而包括中国在内的亚洲诸多国家的洪灾人口损失呈下降趋势;④全球重大洪灾呈东西向分布,灾害重心有南移趋势,洪灾由集中趋于分散,影响区域逐渐变广。

黄河流域近40年土地利用/覆被时空变化特征

[目的]研究土地利用/覆被时空变化特征对于黄河流域土地资源保护与合理开发具有重要意义,可为黄河流域生态保护与高质量发展战略实施提供重要参考。[方法]基于黄河流域1980-2021逐年土地利用/覆被数据,采用Mann-Kendall和滑动t检验、地学信息图谱、标准差椭圆和重心迁移模型等方法,探究近40年黄河流域土地利用/覆被变化特征。[结果](1)1980-2021年林地、灌丛、水域、建设用地显著增加,耕地、草地、湿地显著减少。(2)流域土地利用/覆被变化时段可划分为1980-1992年,1993-2001年,2002-2012年,2013-2021年,数量结构逐渐呈现快速变化特点,建设用地、湿地和水域变化敏感。土地利用结构均衡度逐渐增强,呈现的阶段性变化与实施的重大战略措施关联性高,并与划分的阶段较符合。(3)流域中上游以2012-2021年和间歇变化型、耕地和草地的相互转换为主,下游以2001-2012年和2012-2021年变化型、耕地转为建设用地和草地为主。流域内宁夏北部、内蒙古东部及部分沿黄河水系分布的地区变化频繁。(4)湿地、水域和建设用地的重心向西迁移,分别呈现向西南集中分布、向东分散、向西北集中分布态势。[结论]土地利用结构在政策导向下总体趋势变好,未来应重点关注湿地以及土地利用变化频繁的地区。

基于IMX6的无线救援小车系统设计

针对医疗救助工作人员无法及时到达地震等未知灾害现场的问题,设计一款基于IMX6ULL单核处理器为主要芯片控制核心的一体化智能无线救援小车。采用温湿度采集传感器、影像视频采集、自然光照检测、无线网络传输等多样化方式勘测灾害现场,最大化搜集受灾人员信息数据,从而实现智能远距离高效搜救功能。实验表明,该系统具备高度稳定性和可行性。

利用遥感监测长江三角洲森林植被物候对气候变化的响应

植物的物候与气候等环境因素息息相关,是指示气候与自然环境变化对生态影响的重要指标。目前,气候变暖日益为人所关注,使用遥感技术研究植物物候与气候变化之间的关系具有重要的意义。监测人口密度高和城市经济发达地区的植物物候对气候变暖的响应,可以揭示区域热环境变化及其产生的生态效应。本研究选取长江三角洲地区为研究区域,使用SPOT卫星VGT传感器的长时间NDVI数据序列,对经济发达区域森林植被的NDVI序列进行非对称性高斯函数拟合法平滑处理,并提取与研究其物候特征,发现①NDVI与气温具有较强相关性,随气候变暖,森林植被NDVI年均值有增加趋势;②森林植被生长活跃期起始日期提前,终止日期延后,时长有明显的延长趋势,生长活跃期内NDVI有所增加;③森林植被NDVI极大值与极小值出现日期均明显提前,NDVI极大值有增大趋势,而极小值呈下降趋势,年内极差增加,NDVI增长期缩短,衰落期延长;④森林植被在春、夏两季NDVI均值有所增长,秋季无明显变化,冬季略有降低。

豆野螟对寄主的选择性及豇豆品种抗螟性比较

研究了豆野螟(Maruca testulalisGeyer)对豇豆、扁豆、普通菜豆3种寄主植物的选择性,以及30个豇豆品种对豆野螟的抗性。结果表明普通菜豆的花与荚的虫量均为零,豆野螟对普通菜豆表现出明显的不选择性,对豇豆和扁豆表现出明显的嗜食性,但对扁豆则更偏食,扁豆与豇豆在豆荚中的幼虫虫量存在极显著差异。豇豆不同品种的抗螟性也存在一定差异,高产4号等5个品种较为感虫,而云优油青、惠丰8号、8月冬求3个品种对豆野螟有较高的抗性且与其他品种存在极显著差异。

基于Holdridge和CCA分析的中国生态地理分区的比较

在前人工作基础上,对中国自然地理要素与生态地理区域的关系进行了综合分析,采用全国地形、土壤、气候、植被及遥感植被指数等数据,综合分析中国范围生态地理区域的分异规律,制订了生态地理分区的初步方案,并建立了相应的地理信息系统。基于Holdridge模型和CCA分析划分中国生态地理分区,建立了分区的指标体系,得到中国生态分区的大致界线,初步总结了各生态地理分区的地形、植被、气候等综合自然地理特征,完成对中国区域生态地理分区的划分。基于CCA分析的生态地理的分区,不仅结合自然区划和生态地理两种方法,而且加入了生态群落和遥感数据的综合应用。结果显示,由于受到模型适用性及数据误差的原因,基于CCA分析的结果比Holdridge模型的结果更合理一些。

香樟受酸胁迫影响的高光谱诊断模型

高光谱作为快速、无损诊断技术,在植物胁迫监测中发挥了重要作用。但是因为硫和氮的施肥作用,植物对酸雨的响应表现出比其他胁迫更加复杂的模式。基于高光谱技术对香樟受四个酸雨梯度(pH5.6,pH 4.5,pH 3.0,pH 2.0)影响的叶片光谱进行了419天的监测,以探讨不同酸雨梯度对香樟影响的时间拐点。首先对16期原始光谱数据进行预处理,剔除异常值;然后基于光谱差值(对照组pH 5.6与其他酸雨梯度处理下的叶片光谱差)随着喷酸时间的变化,寻找典型波段;在此基础上构建了香樟在酸雨处理下的光谱响应模型。主要结论如下:反映香樟受酸雨影响的典型波段主要集中在470~520和565~700nm,在此基础上构建了蓝边差值指数和黄边差值指数。低(pH 4.5)、中(pH 3.0)浓度的酸雨对香樟生长均呈现出先促进后抑制的作用,时间拐点分别发生在喷酸的第100天和50天左右;高浓度酸雨(pH 2.0)从喷酸初期就表现出抑制香樟生长,且随着喷酸时间的增加抑制作用增强。研究表明,长时间序列的高光谱信息可以指示不同强度的酸雨对植物的促进和胁迫作用,以及由促进到胁迫的时间拐点;该研究也为基于卫星遥感监测区域尺度植物受酸胁迫提供了借鉴,同时为相关部门制定酸雨政策提供了科学依据。

水稻对酸胁迫的高光谱响应研究

本文利用高光谱技术对硝酸型和硫酸型酸雨对水稻的胁迫情况进行监测和研究。首先利用ASD光谱仪测量硫酸型和硝酸型酸雨pH为2.5、4.0和5.6三个梯度胁迫下水稻叶片光谱反射率,数据预处理后再利用显著性差异分析提取差异显著波段;并对具有物理意义的波段提取主成分,利用数据挖掘技术探讨酸胁迫下水稻叶片的高光谱响应机理。研究表明:在硝酸型酸雨胁迫下,pH4.0与pH5.6光谱相比,反射率明显更高,而pH2.5比pH4.0光谱相比反射率低,但是较pH5.6光谱高;在硫酸型酸雨胁迫下,pH4.0与pH5.6光谱相比,反射率下降明显,pH2.5与pH4.0光谱相比反射率更高,与pH5.6光谱保持持平。通过C5数据挖掘技术,发现蓝区对水稻的酸胁迫反应最敏感,可以指示受酸胁迫的情况。

基于改进K-均值聚类的纸币冠字号图像分割算法

针对传统彩色图像分割方法的局限性,提出了基于HSI色彩空间和改进K-均值聚类的图像分割方法,通过将彩色图像分解成三个相互独立的H、S、I分量,利用各个分量特点及其直方图确定聚类类别和初始聚类中心,在高饱和度区和低饱和度区分别聚类,并将聚类结果合并取交集,从而分割出目标区域。将该方法用于纸币冠字号码图像分割,经仿真验证,结果不受噪声和局部边缘变化的影响,分割效果得到明显提升,为后续冠字号准确识别提供了良好的基础。

黄淮海地区冬小麦物候对气候变化的响应及对产量的影响

我国是农业大国,冬小麦是我国主要的粮食作物之一,研究其物候对于气候变化的响应以及对其产量的影响是研究气候变化对于农业生产影响的重要内容。以黄淮海地区5个省(市)为研究区域,利用1999—2015年SPOT VGT/NDVI数据提取出冬小麦主要生育物候期(返青期、抽穗期和成熟期)时空分布信息,分析气候变化对于冬小麦物候的影响以及物候变化与冬小麦产量之间的关系。结果表明,冬小麦返青期与气候数据之间并无明显相关性,而抽穗期和成熟期与3月份气温存在显著相关性,同时冬小麦产量与这2个物候期关系密切,抽穗期至成熟期时间段的长短与冬小麦产量极显著相关。

长江流域极端水文气象事件时空变化特征及其对植被的影响

利用1982—2015年高时空分辨率地面气象再分析数据,识别以降水和大气饱和水气压差(VPD)为指标的极端干旱(Dry-VPD和Dry-PRE)和极端湿润(Wet-VPD和Wet-PRE)事件,分析其年际变化趋势;结合归一化植被指数(NDVI),探讨植被与不同极端事件发生频数的相关关系与差异。结果表明:除Wet-VPD外,Dry-VPD、Wet-PRE和Dry-PRE总体呈上升趋势,特别是1998年以后Dry-VPD在长江上、下游流域显著增加;长江流域植被对极端干旱事件的敏感性(以负相关为主)高于极端湿润事件,且长江上游植被对Dry-VPD敏感,而中下游植被对Dry-PRE敏感。综上,长江流域极端干旱事件日趋严重,相较于降水干旱限制植被生长的传统认识,本研究指出在长江上游地区大气干旱对植被的负效应更加明显。

华东地区不同土地覆被上空NO2柱浓度变化特征

为探究1997-2017年华东地区不同土地覆盖上空对流层NO2柱浓度的变化特征,并评价中国环保"十二五"规划NOx减排政策在华东地区的实施效果,文章利用GOME、SCIAMACHY和GOME2A卫星遥感监测融合数据和土地覆盖数据,分析了华东地区和不同土地覆盖类型上空NO2柱浓度的时空变化特征。结果表明:华东地区北部和南部对流层NO2柱浓度差异显著,北部高南部低,NO2柱浓度的高值主要分布在山东和长三角等区域。对流层NO2柱浓度存在显著的周期性变化和季节性差异,冬季>秋季>春季>夏季。1997-2011年NO2柱浓度呈增高趋势,年均增长率为0.768×10^15molec/(cm^2·a),2012-2017年呈下降趋势,年均降低率为1.08×10^15molec/(cm^2·a)。不同土地覆盖类型上空对流层NO2柱浓度分布差异显著,其中建设用地、耕地和水域NO2柱浓度较高,建设用地显著高于其他土地覆盖类型,林地上空NO2柱浓度最低。1997-2011年各种土地覆盖类型上空NO2柱浓度均呈现增长趋势,其中建设用地增速最快,为1.24×10^15molec/(cm^2·a),林地增速最慢,为0.31×10^15molec/(cm^2·a)。中国NOx减排政策在华东地区的实施效果良好,在环保政策的影响下能够实现低NOx排放下区域经济的持续增长。

液滴撞击疏水/超疏水表面防结冰技术研究进展及未来展望

抑制撞击液滴的结冰在实际工程应用中具有重要意义。寻求经济、高效的防/除冰方法是结冰领域的研究热点。针对撞击液滴的结冰问题,首先从动力学特性、结冰特性以及撞击液滴结冰的理论研究等方面进行综述,并对目前关于撞击液滴结冰中存在的一些问题进行分析。然后,基于撞击液滴的反弹特性可从源头上抑制结冰这种思路,提出降低接触时间、增加成核再辉时间的新方法。这些方法的提出有助于从源头上解决撞击液滴的结冰问题,将使“利用撞击液滴的反弹特性抑制结冰”的应用范围极大扩展,积极推动防结冰技术的发展。最后,对利用液滴的反弹特性进行抑制结冰的研究进行展望。

疏水/超疏水表面防/除冰原理及其研究进展

液体防冰、电热防冰、气热防冰、机械除冰等传统的防/除冰技术具有显著的防/除冰效果,但存在消耗能源大、防冰时间有限以及除冰不彻底等问题,而基于疏水/超疏水表面的防/除冰技术则具有独特的优势。本文首先阐述了利用疏水表面和超疏水表面防/除冰的原理及其影响因素;然后,总结了常用的疏水表面和超疏水表面在防/除冰中存在的问题,并指出利用液滴的反弹特性可更加有效地抑制结冰;最后,提出未来有必要对撞击液滴的动力学过程、传热过程和结冰过程的耦合特性进行系统研究,进而为利用液滴的反弹特性抑制结冰提供一定的理论指导。

环境监测在大气污染治理中的重要性及开展路径探究

随着时代的发展,环境监测在大气污染治理中有着显著的作用,因为环境监测需要使用物理或化学的一种技术手段,它能够更有利于大气污染治理工作的开展,也是治理大气污染环境中的重要环节。为了更好地净化空气,有效解决大气污染问题,本文将对大气污染现状进行分析,之后阐述环境监测在大气污染治理中的作用,并且提出了关于环境监测在大气污染治理中的实施路径和方法。

论椎间植骨融合内固定术治疗退行性脊柱侧弯的临床研究

退行性脊柱侧弯是导致脊柱功能退化的一种疾病,严重影响人们的生活质量,需要临床中及时采取有效措施进行治疗,故提出椎间植骨融合内固定治疗,并分析其效果。方法:开展研究的具体时间为2020年11月至2021年11月,在眼研究期间所涉及的样本量均来源于我院中接受治疗的退行性脊柱侧弯患者,收集70例样本,并使用计算机及其相关分组软件,进行排序分组,组名分别为研究组、参照组,所以使用的方法分别为椎间植骨融合内固定术、常规手术,两组平均获得35例,对两组产生的数据进行记录和比较。结果:进行Cobb治疗后的情况比较,两组存在明显的差异,参照组优势不如研究(P<0.05);对JOA评分治疗后的情况进行统计和对比,较高的小组为研究组,具有优势(P<0.05);治疗后比较两组疼痛评分和临床效果,研究组均优于参照组,(P<0.05)说明差异有统计学意义。生活质量治疗前所统计的结果比较,不具有差异,无统计学意义(P>0.05),统计治疗后的生活质量进行两组对比,虽然两组患者均有所提高,但最具优势的为研究组(P<0.05)差异明显有统计学意义。结论:椎间植骨融合内固定术治疗应用于退行性脊柱侧弯治疗,有利于改善患者的疼痛和临床症状,对患者生活质量的提高以及临床效果的提升有着积极作用,可加大推广力度,并具有较高的适用性。

浅析环境监测在大气污染治理中的作用

环保监测工作是环境管控与执法工作的前提,利用前沿的科学技术来监测环境。目前大气污染问题日益突出,高效展开大气污染的治理和控制调控工作显得尤为重要和必要。所以,环境监测工作者要根据国内大气污染的具体情况,有效运用大气遥感监测工艺,强化环境监测执法力度,有效地评估大气环境质量,从而强化对大气污染的治理与调控,给环境监测在治理大气环境的运用和生态环境绿色发展提供良好的前提条件。

邻苯二甲酸二异壬酯催化剂的制备方法研究

采用微型釜式磁力高压反应器对自制贵金属催化剂进行评价。转速为500r/min,催化剂用量为1%,反应温度为175℃,反应压力为6 MPa,DINP平均转化率为94%。

1992-2018年中国及其毗邻地区基于植被功能类型的土地覆盖与香农多样性指数数据集

土地覆盖是陆地表层的自然状态,表现为地表覆盖的类型、数量以及空间异质性特征(如景观多样性)等,是自然过程和人类活动共同作用的结果。土地覆盖数据是全球变化、物质与能量循环等研究和应用的基础数据。遥感技术为土地覆盖变化监测提供重要支撑,加深了人们对于土地覆盖变化的驱动机制以及景观多样性响应的认识。本文以欧空局气候变化中心生产的土地覆盖数据为基础,利用交叉步行表,经尺度转换将原数据的离散土地覆盖类型转换为具有连续数值的植被功能类型比例,并基于此计算香农多样性指数,生产得到1992–2018年逐年0.05°的中国及其毗邻地区(70°E–140°E,15°N–55°N)土地覆盖与香农多样性指数数据集。本数据集具有时序长、分辨率高、定量化等优点,可应用于区域的植被覆盖、景观格局动态等方面的研究,也可为模型模拟、遥感反演等研究提供基础底图。

基于“两叶”模型的2001-2016年贵州省LAI与APAR数据集

叶面积指数(Leaf Area Index,LAI)指单位土地面积上植被叶片总面积占土地面积的倍数,表征冠层结构与生长状态,是植物吸收的光合有效辐射(Absorbed Photosynthetic Active Radiation,APAR)的决定因子之一。LAI与APAR是植被的光合等生理过程模拟的重要参数。“两叶模型”根据叶片光环境,将冠层抽象为“阳生叶”和“阴生叶”两类叶片,分别进行生理生态功能参数化与模拟。该模型一定程度上改进了传统“大叶模型”难以表征冠层复杂结构的不足,有效降低了从叶片到冠层尺度转换中的潜在误差,改善了冠层物质与能量的估算及模拟效果。本研究基于“两叶模型”框架,以贵州省为研究区,利用GLASS LAI和PAR遥感产品,结合植被聚集指数和地表反照率数据,生产得到2001–2016年贵州省冠层阳生叶和阴生叶的LAI与APAR数据集。本数据集具有时序长、分辨率高等优点,可应用于区域植被生态功能变化、全球变化模拟等方面的研究,也可为模型模拟、遥感反演等研究提供数据支持。