基于RS与GIS的天目山地区土地利用类型分形研究

分形理论是研究地学不规则现象的一种崭新方法.本文在RS、GIS技术的支持下,借助分形理论对天目山地区土地利用类型进行了分形分析与研究.结果表明:农田及居民地的斑块结构比较简单,处于较稳定状态;其它类型斑块结构比较复杂,处于较不稳定状态.     

基于分形理论与信息熵的土地利用形态及结构演变研究——以湖北省襄樊市为例

依据分形理论和信息熵原理,借助RS和GIS技术支持,对襄樊市土地利用形态及结构演变进行了研究,结合土地利用转变矩阵分析了研究区土地利用分形特征和信息熵,并针对演变特点提出了相应建议.研究表明:1991-2006年间,襄樊市耕地形态趋于复杂,稳定性降低,数量及分布均减少;园地、林地及建设用地形态趋于简单,稳定性提高,园地数量减少,林地面积增大但分布更为集中,建设用地数量与分布均扩大;水域及未利用地的形态均较为稳定,分布趋于缩小.土地利用结构信息熵降低,土地利用多样性程度及均匀度降低.     

福州市土地利用类型分形特征分析

利用福州市2009年的TM影像,以RS和GIS为技术手段,获取研究区土地利用类型图。运用分形理论求取不同土地利用类型的分维数,并对不同土地利用类型的分形特征进行分析。结果表明,福州市土地利用类型分维数大小的顺序为:水体>建筑用地>耕地>林地>未利用地。说明了水体和建筑用地的边界特征复杂,斑块破碎化程度大;相反林地和未利用地的边界特征比较规则,斑块破碎化程度小。     

基于分形理论的福州市土地利用空间格局变化研究

以福州市为例,在遥感和GIS技术的支持下,运用分形理论对土地利用空间格局的变化进行了研究．首先对福州市1988年的TM和2004年的ASTER影像进行解译,然后利用分形模型,计算出1988年和2004年各个地类的分维数和稳定性指数,对土地利用空间格局变化进行了定量分析．结果表明：福州市各土地利用类型的分布具有分形结构,其中耕地、林地形态复杂程度上升,建设用地形状趋向简单化;水域一直比较稳定,耕地和林地稳定性都有不同程度的下降,建设用地稳定性从1988年的最不稳定变化到2004年的最稳定．     

三明将乐县森林景观异质性及其分形特征

以2010年将乐县林相图为源数据,从2个等级对森林景观类型进行划分,利用分形理论对研究区内各景观斑块类型指标、形状指标和异质性指标进行定量分析,并讨论景观结构的分形特征.结果表明,研究区以有林地和非林地为主,二者面积比重之和高达97.174%,且斑块被边界割裂的程度较高.异质性分析表明,将乐县景观斑块团聚程度较高、结构组成复杂且具有良好的连续性,景观异质性程度较高,但各斑块类型空间分布不均匀.景观要素的分维数及稳定性分析表明,非林地的斑块形状复杂程度较高,灌木林地、其它林地和有林地的空间结构稳定性较好,其稳定性指数值均高于全县的稳定性指数值0.291.有林地中竹混交林的斑块形状最为规则且稳定好,而针叶纯林的斑块形状最为复杂且稳定性差.     

工业欠发达城市郊区典型地类布局特征——以四川省南充嘉陵区为例

以西部典型的工业欠发达城市四川省南充市为例,基于全国第二次土地调查数据,运用景观生态学理论和数理统计方法,选取多样性指数、均匀度、优势度、破碎度、分离度等景观格局指标,研究其郊区土地利用结构的数量特征;运用分形理论建立地类分布形态的分形结构模型,以分维数和稳定性指数为依据分析各地类分布形态的复杂性与稳定性.结果表明:嘉陵区主要地类多样性及均匀度指数较小,优势度较大,土地利用结构较不均匀,优势地类为耕地;各地类破碎度与分离度排序相反,耕地最破碎且最集中,水域破碎度最小且分布最分散;分维数和稳定性指数表明地类分布形态较不规则且较不稳定.     

岷江上游茂县土地利用格局

以地理信息系统为技术手段,分析了岷江上游茂县近30年的土地利用变化.结果表明,研究区内最主要的土地利用类型是有林地,四个时期面积比例均在55%以上,其面积在逐年减小,且减小的速度也在逐年减小,是其它土地利用面积增加的唯一来源.在面积增加的土地利用类型中,灌木林地面积增加最为明显,且其增加的速度在逐年的减小.而各土地利用类型面积相互间转化主要发生在耕地、草地、有林地、灌木林地、经济林地和居民用地之间.由于各土地利用类型间的相互转化,导致该区的土地利用类型偏离原来的程度在增加,到2000年时偏离程度有所减小,这也说明由于一系列相关政策的实施,使该区生态环境恶化趋势有所改变.     

多孔介质分形模型的难点与探索

对分形理论的一些关键而又复杂的概念，如谱维数，Hurst数，稳定分布进行了讨论，谱维数是联系分形介质中静态结构参数和动程的桥梁，而Hurst数的大小划分各种类型的分形布朗运动，这也同时决定了分形介质中扩散过程的快慢，物质在分形结构中的扩散密度分布函数属于稳定分布，并对应用于分形介质扩散动力学各种方法的实质进行了分析，分数微分扩散方程可以得到扩散密度分布函数，但目前仍然是一种近似解，随机模拟方法比较直观，但决定过程的扩散密度分布函数目前只能采用预估的方法，而传统的差分方法比较实用，却能以给出对分形介质网格之间的扩散系数，因此，将分形理论应用于实际的多孔介质仍然有很多难点，有待未来更深入的研究。     

对比正态分布与多重分形

研究对象的标度r与容量值N（r）的双对数关系若包含2个直线段,常被解释为多重分形,但这种特征可以由正态分布的观测值造成.通过实例介绍和分析,认为分形理论并不适用于随机分布的研究对象.     

基于铸体薄片的致密岩心孔隙结构多重分形特征研究

基于压汞和核磁共振实验进行了致密岩心孔隙结构分类,提取了不同孔隙结构的铸体薄片并应用PSO多阈值分割算法得到孔隙-骨架二值图。结合孔隙结构的多重分形理论计算了不同孔隙结构的多重分形维数及多重分形谱,分析了多重分形维数与饱和中值压力、平均孔喉半径和核磁T2几何平均值的关系。研究表明:基于多重分维表征方法与压汞、核磁共振等实验具有一致性,不同孔隙结构岩石的多重分形特征各异,物性越差、孔隙结构越复杂,多重分形维数越大;多重分形维数与饱和中值压力成正比,与平均孔喉半径和核磁T2几何平均值成反比;D_(min)与孔隙结构类型及其他孔隙结构表征参数的相关性最强,在缺乏压汞、核磁等实验数据时,基于铸体薄片的多重分形维数为致密岩石孔隙结构的定量表征提供了有利依据。     

南水北调中线工程水源区水土流失估算

立足南水北调中线水源区独特的地理概况和水土流失的特征,利用GIS对空间数据处理和数值分析方法来估算当地的土壤侵蚀量.确定研究区域内土壤侵蚀量的各种不同等级,最终达到对水源区水土流失估算的目的,为南水北调中线工程水源区水土保持提供较为可靠的信息资源.     

南水北调中线焦作典型区浅层地下水污染特征

南水北调中线焦作典型区浅层地下水污染的研究对确保南水北调工程供水水质安全具有重大的意义.通过现场调查以及水质分析,结果表明:研究区浅层地下水六价铬、硝酸盐、硫酸盐、硬度、溶解性总固体(TDS)以及大肠杆菌污染严重.研究区浅层地下水铬污染的污染源是焦作某电厂的灰场,该灰场粉煤灰中含有大量的重金属铬.工矿业污水灌溉农田是浅层地下水硝酸盐、硫酸盐、硬度、TDS以及大肠杆菌污染的主要影响因素.     

跨流域调水及其对陆地水循环及水资源安全影响

跨流域调水是解决我国区域水资源配置的重要手段与途径,也是21世纪全球水系统计划科学前沿和我国北方水资源安全保障关注的重点问题.本文研讨了与气候变化与跨流域调水联系的陆地水系统概念,分析了与环境变化问题联系的国际发展态势.以跨长江、黄河、海河流域的南水北调中线调水区和北京受水区为典型区域,论述我国南水北调重大调水工程实施对陆地水循环影响及水资源安全保障研究关键科学问题,提出该复杂性问题研究的若干重点、研究途径与方法.     

隧洞工程通过粉砂地层施工技术初探

以南水北调穿越京石高速隧洞工程为例，叙述了通过粉砂地层隧洞工程的开挖方法、质量保障措施及施工要点。     

地理图形信息分析方法及其在土地利用研究中的应用

在地理信息系统技术支持下，运用生态学理论和分形理论，以吉林省长岭县为例，抽象归纳了土地利用斑块及其空间格局的描述参数（包括分维数、形状指数、分离度指数等），并对其进行了测量。分析表明：土地利用图斑的几何形状与土地利用类型及其空间格局具有很好的相关性，利用图斑的几何形状特点可以揭示土地利用变化的驱动机制。     

丁坝群间取水建筑物局部流场及其冲淤变形的试验研究

本文结合黄河宁夏某河段丁坝群间设置取水建筑物的工程实际,采用正态动床模型,研究了丁坝群掩蔽条件下取水建筑物附近的流场特性及其局部冲淤变形规律.研究表明,丁坝群间设置取水建筑物,其局部流态及冲淤变形主要受到丁坝间回流及坝后扩散主流的控导.现状条件下,取水建筑物前流态不受回流的影响,回淤泥沙不危及取水安全,而扩散主流顶冲取水建筑物,形成较大局部冲刷;设置上挑式淹没构筑物,可极大减轻局部冲刷,比较了几种上挑式减冲设施,得到了较优化的体型及上挑角;合理下延上丁坝可有效发挥丁坝对水流的控导作用,既可形成有利的取水态势,又可减小顶冲作用,有效缓解局部冲刷.研究成果可为类似的工程实际提供参考.     

南水北调中线工程水源头区浮游生物群落研究

为掌握南水北调中线工程调水前后水源头区浮游生物群落的分布特征,于2014年7月至2015年5月分别在丹江口水库河南水域丹库和中线干渠南阳段选取6个典型生态采样点进行样品采集,对浮游生物群落进行了连续监测和评价.结果共发现浮游生物132属403种;浮游植物9门44科94属357种,其中硅藻门-绿藻门-蓝藻门比为43.70%-33.61%-11.20%,浮游植物指示种8门21科32属42种,其中中营养型指示种占78.57%;浮游动物4门32科38属46种,浮游动物指示种仅2种;调水前后香农威勒多样性指数(H′)均大于1.0,均值为2.33,调水后H′值先降低后增加,最高值达3.33.综合评价认为:库体和干渠水体稳定,为中营养型.     

Multi-dimensional overall regulatory modes and threshold values for water cycle of the Haihe River Basin

In this study, a multi-dimensional critical regulatory criteria and decision-making mechanism based on the scientific cognition of multi-dimensional attributes and characteristics of the water cycle was proposed. This system was functioned by deeply discriminating the nature-society binary characteristics of the five-dimensional characteristics of the water cycle system of the Haihe River Basin (water resources, economy, society, ecology, and environment) under the influence of high-intensity human activities and hydrological changes and by analyzing the organic interactive relationships between the five dimensions and their overall effect on the water cycle. A GDP calculation model was constructed in this study by adjusting the water environment for water resources, after which five-dimensional normalization objective functions were established for multi-objective analysis to carry out trade-off analysis of multi-dimensional regulatory indexes. In addition, synergetic theory, entropy theory and dissipation structure theory were introduced to construct an evaluation model for multi-dimensional regulatory schemes. A water cycle multi-dimensional critical overall regulatory model system was also established. This system consisted of a multi-objective macroeconomic model (DAMOS), water resource allocation model based on rules (ROWAS), evaluation model for WEDP (EMW) and multi-dimensional regulatory scheme evaluation model (SEAMUR) as the main body. To address the national demands faced by the Haihe River Basin as a result of combinatorial schemes for different hydrological series and water amounts diverted by the south-to-north water diversion project, this study adopted a hierarchy progression method to set up the technologies, investigated multi-dimensional overall regulatory methods, proposed an overall regulation threshold value for the water cycle of the Haihe River Basin, and recommended corresponding five-dimensional regulatory schemes.     

南水北调西线工程对西北四省（区）经济发展的拉动作用

南水北调西线工程是针对黄河流域综合治理与开发的战略性工程。不仅给西北四省（区）带来巨大的经济社会效益,而且还带来良好的生态效益。本文主要论述了南水北调西线工程对该区经济发展的拉动作用。