基于GIS的中国松树萎蔫病发生的适应性评价

松材线虫在中国被认为是最具有破坏性和威胁性的外来入侵生物种之一.松材线虫潜在的区域扩散不论是从环境保护的角度还是从经济损失的角度都会对森林生态系统健康的服务功能和美学价值产生很大的影响.在中国存在很多的松材线虫容易感染的寄主植物,其中日本黑松和马尾松已经被证明是最容易感染的树种.媒介昆虫松墨天牛(Monochamus alternatus Hope),是松材线虫病在中国传播的主要媒介昆虫.这种天牛主要分布在河北及河北南部的大部分省份,其大范围存在使松材线虫病在中国更大区域的传播和扩散成为可能.中国大部分地区的温度和积温都适合松树萎蔫病病原线虫和媒介昆虫的大面积发生.利用GIS对传媒昆虫、寄主树木、病原线虫以及气候等空间信息处理和分析,得出松材线虫病在中国有着极大扩散和传播可能,其中广东部分地区、广西和福建部分地区为松树萎蔫病理论上发生最为严重的区域;安徽、江苏、浙江、上海、湖南、湖北、贵州、四川、河南和山东部分地区为松树萎蔫病理论上发生的适宜区.科学的预防和严格的地区间检疫等措施对目前防止松材线虫更大范围内传播很有必要.     

松材线虫萎蔫病病死木的空间分布型

应用频次分析方法研究了松材线虫萎蔫病病死木和林分中原有松树的空间分布型。松材线虫萎蔫病病死木在马尾松林内的分布为聚集分布,主要为波松－二项分布,林分内原有松树的分布为随机分布,说明松材线虫萎蔫病病死木的聚集分布不是由林分内原有松树的分布所引起。     

盒子模型在丙烷瞬时泄漏模拟分析与安全评估中的应用

以某光纤企业汇流排丙烷气体瞬时泄漏为例,对重气云扩散模式及其影响因素进行研究,选用盒子模型进行扩散模拟,求得浓度随扩散时间、泄漏点距离的变化规律、产生健康危害的下风向距离以及造成的危害区范围.经计算可知,距泄漏点下风向33.11m即可达到爆炸浓度下限,丙烷云团瞬时泄露扩散45s后能造成409.23m的人员健康危害区.经过分析,企业汇流排实际布局不能满足气体泄漏事故发生时的安全要求.此结果可为发生事故时作业人员确定事故毒害危险区及疏散范围提供合理性依据.     

鞭毛蛋白毒素导致的黑松超微结构病理学变化

【目的】以松材线虫、致病细菌荧光假单胞菌及其鞭毛蛋白毒素、非致病细菌缓慢葡萄球菌等材料对3年生黑松进行接种试验,通过其样枝切片的超微结构病理学变化,了解致病细菌毒素在松萎蔫病中的作用。【方法】分别以野生松材线虫悬液、荧光假单胞菌菌株GcM5-1A无细胞滤液、无菌松材线虫+荧光假单胞菌菌株GcM5-1A、荧光假单胞菌菌株GcM5-1A的鞭毛蛋白毒素Flg、无菌松材线虫+缓慢葡萄球菌菌株AM2C、无菌松材线虫悬液接种黑松,以健康松树为对照。对于发病的处理,在接种后病程的第2或第3阶段取样; 对于未发病的处理,则在接种11 d后取样。取样时,在距离接种点不同位置进行,然后制备透射电镜样品,观察这些切片的超微结构变化。【结果】野生松材线虫、GcM5-1A无细胞滤液、无菌松材线虫+GcM5-1A、GcM5-1A鞭毛蛋白毒素等4种处理下黑松树体组织的超微结构均遭受严重破坏,病理学变化趋势一致。无菌松材线虫、无菌松材线虫+AM2C等两种处理下树体组织基本未遭受破坏,超微结构观察结果与健康松树的基本一致。GcM5-1A无细胞滤液与野生松材线虫的处理中,在靠近接种点处,前者处理下切片的超微结构受害比后者严重; 在远离接种点处,前者受害反而比后者轻。通过GcM5-1A无细胞滤液与野生松材线虫接种观察结果比较,发现松材线虫在树体内的移动加速了致病菌的扩散,导致毒素的增产和扩散,加速了松树的死亡。【结论】在接种处理的第2阶段是松萎蔫病发展的关键阶段。无菌松材线虫不能致死松树,而松材线虫携带的致病细菌产生的毒素是致死松树的真正原因,验证了松萎蔫病是松材线虫与其携带致病细菌的复合侵染导致病害的假说,而松材线虫在树体内的移动加速了致病菌的扩散,最终导致松树加速死亡。     

北川县地震次生滑坡空间分布特征研究

在已解译的遥感影像资料基础上,利用MAPGIS空间分析方法对汶川地震次生滑坡在北川县的空间分布特征进行研究.结果表明,由于断层效应、烈度效应、水系侵蚀作用、岩性控制作用等内外力因子的影响,在北川县境内,距发震断层4km范围区域、发震断层上盘区域、距水系1km的沿河两岸、Ⅺ级和X级地震烈度区、砂页岩分布区是五类地震次生滑坡的强发育区.将五类区域进行空间叠加,并据此对研究区进行地震滑坡危险性区划,可以看出,在发震断层上盘,汶川地震次生滑坡的高危区分布于沿断层4km范围内的整个区域及X级、Ⅺ烈度区内的沿河两岸地区;在发震断层下盘,高危区分布于沿断层4km范围内的沿河两岸地区.     

基于多源数据的四川省GDP公里格网化研究

社会经济统计数据的空间化是地理、社会、经济等领域共同关注的热点问题之一.针对以行政区为单元的经济统计数据难以反映单元内详细分布的问题,通过分析一、二、三产业GDP与土地利用类型的关系,对第一产业建立面积加权的空间化模型;第二产业中水电业建立装机容量加权的空间化模型,其余第二产业建立面积加权模型;第三产业中交通业建立路网长度加权的空间化模型,其余第三产业基于城镇规模,建立距离衰减加幂指数模型,以建立的模型进行四川省2009年GDP空间化实验,得到1km2的格网GDP空间分布数据,分析表明四川省GDP高值区分布在以成都市为中心的成都经济区,较真实地反映了区域经济的空间分布特征,其结果对灾害风险评估、区域经济分析、资源环境研究等具有重要意义.     

对松萎蔫病的综合理解

松萎蔫病涉及各种真核与原核生物之间多种关系，其病理过程也受这些关系的影响。松树的病状不仅取决于松材线虫的数量、致病性、寄主的抗性，还受气象因子的影响。线虫与其携带天牛、致病过程、病死木的微环境同样受到这些因子的影响。笔者就病死树中的松材线虫种群及微环境和寄主抗性与菌根共生为例说明与松萎蔫病有关的生物间的复杂关系是相互关联的，它们决定了寄主树的存活和松萎蔫病的扩散。气象条件对这些复杂关系产生多方面影响，其中高温和干燥条件加速了松萎蔫病的流行。为了有效防控松萎蔫病，必须对松萎蔫病进行多方面的研究。     

珠江流域1981—2020年水文干旱时空特征分析

基于VIC模型和汇流模型生成的1981—2020年5 km×5 km网格模拟流量数据,构建了长历时、网格化的标准化径流干旱指数(SRDI),对珠江流域水文干旱时空演变特征进行了评估。结果表明：基于模拟流量构建的网格化SRDI能够较好地模拟珠江流域干旱时空演变过程;珠江流域水文干旱的时间演变特征明显,干旱集中发生在夏季,秋季可能发生大范围的水文干旱,季节尺度上一年四季均有可能发生极端干旱;珠江流域水文干旱在空间格局上呈现为自东向西由干旱高频区向干旱长历时、高烈度区过渡分布。     

浮式液化天然气生产储卸装置重气泄漏扩散模拟分析

为了研究浮式液化天然气（FLNG）生产储卸装置的甲板上部区域储罐发生泄漏后的扩散后果,建立了FLNG装置甲板上部区域的泄漏扩散模型,并利用计算流体力学（CFD）技术对其进行了液化天然气（LNG）重气泄漏的扩散模拟,得到了扩散后的区域影响结果,模拟结果满足重气扩散过程的堆积理论和低压卷吸理论．结果表明：该模型和模拟方法能够在一定程度上反映LNG泄漏扩散的真实物理情况,当离生活区最远储罐的前表面发生泄漏后,其泄漏范围不会扩散到生活区,对生活区没有影响;而当位于FLNG中部附近的储罐前表面发生泄漏后,在动力区建筑物的影响下,生活区背风处会形成低压空腔区,且该区域的LNG浓度较高．     

面向大范围降水空间插值的普通克里金模型开发与实例分析

基于Matlab平台,开发了面向大范围降水空间插值的普通克里金模型—Matlab based ordinary Kriging(MatOK).与已有模型相比,MatOK的主要特点是:(1)在降水空间变异函数计算环节,采用SCE-UA算法拟合理论变异函数;(2)在OK方程组估值环节,引入降水空间发生概率的计算,完善了日等短时间尺度降水空间估值方法;(3)通过对OK方程组的标准化处理,有效提高了模型数值计算的稳定性.同时,将MatOK初步应用于集水面积为83374km2的赣江流域年、月、日降水空间插值中,并重点讨论了MatOK的计算稳定性和计算效率,结果初步说明了采用MatOK进行大范围区域降水空间插值是可行的.     

基于可变形状基的自适应运动参数识别方法

针对传统运动参数测量方法估计结果偏差较大的问题,为了提高运动参数的测量精度,提出一种可变形状基的自适应运动参数识别方法.首先运动员的运动可以看作是一个随机过程,通过计算运动员的形心坐标,确定运动状态下运动员的形状基矩阵,然后使用测量矩阵的秩来计算形状基数量的可变性,最后获得形状基在噪声干扰情况下的最优计算结果.仿真结果表明,本文方法可以更加准确检测出人体运动的相关参数,提高了参数的测量精度.     

反铁磁质表面的磁极化激元

通过计算得到了当外磁场沿ｘ 轴方向,原磁晶磁矩沿ｚ 轴方向,波矢沿ｙ 轴方向的反铁磁质的表面磁极化激元的ＴＥ模式。其色散关系曲线与在平行于磁晶磁矩的外磁场下的铁磁质的色攻关系曲线相似,其频率处于微波或红外的范围     

Kinematic equations to grind a helical drill point on a virtual axis drill sharpener

The basic structure of a virtual axis drill grinder is presented in terms of the spatial vectors and thegrinding parameters calculated according to the geometry of a helical drill point. The kinematic equations for sharpening the drills on the virtual axis grinder are deduced using the grinding parameters via vector-matrix txansformation.     

Kinematic equations to grind a helical drill point on a virtual axis drill sharpener

The basic structure of a virtual axis drill grinder is presented in terms of the spatial vectors and the grinding parameters calculated according to the geometry of a helical drill point. The kinematic equations for sharpening the drills on the virtual axis grinder are deduced using the grinding parameters via vector-matrix transformation.     

基于局部特征点检测与匹配的微悬臂梁变形受力测量方法

提出了一种基于局部特征点检测与匹配的微悬臂梁变形受力测量方法.通过光学显微镜得到微悬臂梁变形前后的图像和基于放大的微悬臂梁表面的散斑纹理特征，在尺度空间中定位具有局部响应极值的LOG（Laplace of Gaussian)特征点，并在LOG特征点周围提取局部仿射不变封闭区域，其质心可以作为具有亚像素精度的特征点位置.由封闭区域构造仿射不变特征描述算子并进行特征点匹配，根据匹配点的位移信息进行悬臂梁弯曲挠度曲线拟合以描述微悬臂梁的弯曲变形，并采用最小二乘法计算悬臂梁受力大小与受力点.通过对实际的微悬臂梁变形图像实验，验证了所提方法的有效性.     

Vegetation Spatial Heterogeneity of Different Soil Regions in Inner Mongolia, China

The vegetation spatial heterogeneity and ecological characteristics in different soil regions were analyzed by surveying the vegetation in 12 different soil regions of Inner Mongolia, China, including conifer- ous-broadleaf deciduous forests, shrub, grassland, and desert regions with 1122 large 2 cm × 2 cm quad- rats (actual size 30 km × 30 km, referred to as L-quadrat hereafter) in about 1.18 million km2. Each L- quadrat was divided into four small 1 cm × 1 cm quadrats (actual size 15 km × 15 km, S-quadrat). The vegetation was analyzed based on the beta-binomial distribution to describe the frequency of occurrence and spatial heterogeneity for each kind of vegetation. The weighted average of the heterogeneity of all vegeta- tion in the same soil region provides a measure of the soil regional landscape level heterogeneity which de- scribes the spatial complexity of the regional landscape composition of the existing vegetation. Comparison of the vegetation characteristics in the 12 soil regions shows that, the calcic gray soil has the highest average vegetation type per quadrat. The largest soil region is calcic chestnut soil and has the most vegetation types. Every soil region has its own dominant vegetation sequence which dominates in occurrence and dominant vegetation types which dominates in spatial heterogeneity. For the Inner Mongolian vegetation, the weighted average of the heterogeneity is 0.60 and the vegetation diversity index is 4.47.     

基于类间差异最大化的加权距离改进K-means算法

为了改善K-means算法的聚类效果,将聚类准则函数定义为加权的类内误差平方总和SSE(sum of the squared error),并调整了K-means算法迭代过程中重新分配数据对象的方法:使用一个带有类内数据对象数的加权距离作为重新分配数据对象的依据,同时按类间差异最大化为准则优化了加权距离中的参数。实验表明,改进后的K-means算法可以在很大程度上减少大类被拆分情况的发生,明显改善聚类效果。     

一种改进的组合形算法—FMDCP寻优方法

FMDCP寻优方法是一种新的组合形算法,它通过加权形心来构造反射方向,采用单调性分析确定基点,并利用变步长一维离散搜索法,以及组合形反射扩张重构等功能,证明效率较高,是混合离散变量优化问题的一种实用有效的新方法。     

遥感技术和SEBAL模型在干旱区腾发量估算中的应用

陆地表面的腾发量分布具有很大的空间变异性,而传统方法只能进行点上的计算。为反映表面腾发量的空间特征,引入遥感技术和SEBAL(surface energy balance algorithm for land)模型。遥感技术能够方便、快捷地获取地面信息,而SEBAL模型则利用Landsat TM/ETM影像获取的遥感信息计算区域腾发量。该文在SEBAL模型的基础上,针对具体研究区域的客观情况进行参数改进,在ERDAS软件支持下,计算获得了研究区域地面反照率、地面温度以及各能量分量的空间分布。结果分析表明,参数改进后模型计算过程简捷,结果基本合理,具有广阔的应用前景,尤其对于缺乏观测资料的地区,更是一种行之有效的方法。     

高质量圆和椭圆曲线在计算机图形输出中快速生成的算法研究

本文给出一个以等分角度为增量的绘制和椭圆曲线的算法。以计算圆为基础，构造的表达式直接对ｓｉｎθ和ｃｏｓθ的泰勒展开式进行，计算精度较高，同时也减少了计算量。