科学数据价值鉴定策略研究

科学数据归档是实现科学数据集中管控和共享服务的基础,但目前处于起步阶段,归档范围和保管期限等价值鉴定难题尚未得以解决。文章在系统梳理国内外科学数据价值鉴定相关文献资料的基础上,构建由前置条件(档案属性)、核心要素(档案价值)、辅助要素组成的科学数据鉴定标准体系;提出科学数据价值鉴定方法论,采用负面清单与风险审查相结合的方法界定归档范围,综合运用宏观鉴定法和直接鉴定法识别需要永久保存的科学数据。

基于海洋气候数据集的区域海平面变化非线性预测

本文基于中国首套长时间序列、高精度、高时空一致性的全球海洋气候数据集产品,利用1993年1月至2015年12月的山东半岛近海海平面异常数据,构建了基于集合经验模式分解(EEMD)和长短期记忆神经网络(LSTM)的海平面非线性变化组合预测模型。EEMD可以得到海平面异常的各周期项、线性趋势及残差部分,LSTM模型可对其进行逐个预测并重构得到最终的海平面异常预测结果。EEMD-LSTM组合模型海平面异常预测的均方根误差仅为25.87 mm,取得了令人满意的效果。基于该组合模型预测2016—2025年山东半岛近海海平面上升速率将达到3.54 mm·a^(-1)。

基于遥感的黄土高原植被物候监测及其对气候变化的响应

为了分析黄土高原地区植被物候特征,该文基于AVHRR传感器获取的陆地长期数据记录(land long term data record,LTDR)V4 NDVI数据,对黄土高原1982-2011年间植被物候的时空变化进行分析,并借助偏相关分析方法对物候与气温和降雨的关系进行量化分析。结果表明:黄土高原近30 a间春季物候提前显著(0.54 d/a,P<0.001),主要集中在北部草地和灌木植被;秋季物候推迟显著(0.74 d/a,P<0.001),主要分布在甘肃、陕北、内蒙古和山西北部等地。不同植被的春秋物候稍有差异,稀疏灌木林春季物候提前趋势最多(1.31 d/a),常绿针叶林最小(0.19 d/a);秋季物候推迟最多的为乔木园地(1.18 d/a),最少的是水田(0.17 d/a)。黄土高原植被物候主要受气温影响,降雨的变化也会对物候产生一定影响。冬季和前年秋季气温上升是春季物候提前的主要驱动因子;夏季和秋季降雨则对秋季物候休眠期延迟起着重要作用。该研究可为黄土高原生态环境评价及气候变化预测模型提供一定依据。

2004–2014年桃源站红壤坡地不同利用方式下土壤含水量长期监测数据集

土壤水分是土壤的重要组成部分,土壤含水量是了解和研究植物与土壤水分关系最基础的指标,对植物生长、节水灌溉等有着非常重要的作用。与短期试验相比,长期观测是对自然状况或者长期实验处理过程的多年连续观测,反映环境演变过程或人类活动的长期影响,高质量的长期野外监测数据尤为宝贵。建立于1995年的桃源站红壤坡地不同土地利用方式长期定位试验,为长期观测红壤丘陵区坡地土壤水分动态变化提供了很好的条件,本数据集来源于该试验5种坡地利用方式(农作、恢复、退化、茶园、柑橘园)不同深度(10 cm、20 cm、30 cm、40 cm、50 cm、70 cm)土壤含水量动态(中子仪法)的长期观测数据。为了更好地利用这些数据,本数据集采用中国生态系统研究网络(CERN)统一规范的数据处理方法和质量控制体系对数据进行质量控制和整理、加工,整理出5种坡地利用方式土壤水分含量的月平均数据,并提供共享下载。

基于GRACE和GRACE-FO的黄河流域陆地水储量及影响因素分析

基于GRACE和GRACE-FO卫星陆地水储量遥感数据,采用长短期记忆(LSTM)神经网络模型,结合水量平衡方程和全球陆地数据同化系统(GLDAS)重建GRACE与GRACE-FO间的陆地水储量变化量,分析黄河流域2002年4月至2020年3月陆地水储量变化特征,探究影响陆地水储量变化的环境因子。结果表明:LSTM模型可以有效填补GRACE与GRACE-FO间的陆地水储量变化量;黄河流域陆地水储量呈明显下降趋势,上、中、下游下降趋势依次增大,陆地水储量与地下水储量的变化特征高度相关;黄河流域上、中、下游年陆地水储量变化量与年降水量和年干燥度指数呈极显著相关关系,表明黄河流域陆地水储量变化受到降水和蒸散发的影响。

基于关联规则方法的土地利用时空变化规律研究——以广西壮族自治区为例

土地利用长期分布特点及其时空变化规律对区域生态环境建设和经济发展具有重要意义。传统的土地利用研究方法存在数据处理扩展性和时效性欠佳的问题,且未直观呈现长期土地利用变化轨迹。本文利用广西1979—2015年土地利用类型分布数据,提出基于节点式存储的改进关联规则算法,利用Neo4j建立时空地理数据库,通过频繁模式树挖掘频繁项集,从而可视化呈现研究区37年土地利用时空变化轨迹。结果表明,研究期内广西耕地与林地的覆盖面积分别减少了约1.68%和0.21%,城镇化发展是面积减少的主要原因,各类建设用地所占面积逐渐小幅增长。

基于长期监测的天津市地面沉降影响分析

根据天津1950年以来的研究成果,结合长期监测资料,首次对天津地面沉降影响因素进行量化分析。通过本次分析发现不同地区地面沉降影响因素组成不同,即使开采同一层位地下水其引起的沉降变形量差异较大,这给地面沉降量化分析增加了难度。本次主要依据地面沉降影响因素分布,对天津市地面沉降影响因素进行分区,根据近5年来沉降速率均值又进一步分了亚区;以D2亚区为例,分析了地面沉降影响因素比例,其中500m以浅地下水及500m以深流体开采比例均较大,因此在控制该区地面沉降发展时可以对500m以浅及500m以深流体开采分别建立监管体系。