面向分片地图的多分辨率格点数据统一存取方法

不同的海洋环境要素对象、数据文件格式及数据分辨率使得对异构且离散的场数据访问和应用受到了限制.设计了面向分片地图的统一数据多级存储组织架构,定义了适用于不同分片地图对象的海洋场数据组织方式,提出了多分辨率格点场数据分层和分块方法,并通过建立索引编码,实现将多要素、多时次、多深度、多高度的海洋环境场数据按统一维度的小区块存储并管理于多级组织架构中.该方法在海洋环境预报综合信息服务平台的应用中有效支持了异构场数据的整合、时空统计分析及可视化表达等.     

基于GIS的海洋环境信息数据库在海洋环境信息可视化分析中的应用

利用数据库技术,结合GIS和遥感技术建立了集数据处理、数据分析、数据可视化综合管理为一体的海洋环境数据库系统.该系统以综合管理为目标,重点在于对海洋环境信息的分析和监测数据的管理.该系统以海洋环境监测数据为主,海洋水色遥感卫星数据为辅,遥感图像的分析处理、GIS技术的空间查询、分析等一系列功能被融入到了系统中.通过应用实例表明,该系统可以成为海洋环境信息管理中可视化分析处理的有力工具.     

海洋-大气二氧化碳通量三维时空可视化研究

海洋能够吸收和存储大气中的CO2,监测海-气CO2通量对预测大气CO2含量乃至全球气候变化具有重要意义.根据海-气CO2通量及其影响因素的特点,进行了科学的时空数据组织,给出了一种高效的三维可视化方法来表现海洋CO2源与汇分布特征及其影响因素间相互作用的地理过程,为海洋环境立体监测提供了手段.     

面向网络发布的海洋遥感数据库引擎设计与应用

以浙江海洋水质遥感速报GIS系统的实现为例．针对海洋遥感数据有效管理和网络动态发布的需求,自主设计了面向海洋遥感数据的空间数据库引擎MRSSDE（Marine Remote Sensing Spatial Database Engine）,详细介绍了MRSSDE的数据存储结构和数据访问机制．在浙江海洋水质遥感速报GIS系统中的应用表明,该引擎在对海洋遥感数据方面具有存储效率高、数据上载速度快及响应时间短的特点,达到了海洋遥感数据高效管理和网络实时发布的目的．     

基于LSM-OCTree的时空流分布式调度和存储方案

时空流的高效管理要求顾及数据的时空相关性，支持时空流的高速插入、实时索引和低延迟时空范围查询，而现有的基于HBase等的存储方案，因索引更新开销过大，无法满足高效管理要求。针对时空流的应用特性，提出了一种面向时间分片的时空流分布式调度和存储方法。利用时空流的紧耦合性进行数据划分与调度，以减少查询时数据复制的开销。将采用预分区方式构建的基于日志结构合并树的八叉树（octree based on the log-structured merge-tree,LSM-OCTree）索引作为存储结构，保证时空流的索引更新，实现索引的高效批量合并计算，提高查询性能。实验结果表明，时空动态调度策略优于通用的调度方法，LSM-OCTree索引的合并与更新性能优于常规索引结构。与HBase方案相比，基于LSM-OCTree的时空流分布式调度和存储方案的查询效率提升了20%以上。     

基于事件和版本管理的逆基态修正模型

在TGIS研究中,低冗余时空数据存储和高效率时空操作是一对难以调和的矛盾.基态修正模型及其扩展的研究重点也在于如何调和这对矛盾体.提出了一种基态修正模型的变体,该模型可基于事件和版本管理实现逆向基态修正,并始终以当前现势数据作为基态,以事件记录每次变更的变化量,以版本标识地理对象的时空状态,可完整地记录地理对象的时空演变过程.在历史操作中,利用版本标识与事件管理时空对象生命周期,通过逆向增量获取历史态.通过在土地利用现状数据变更系统中的应用,证明利用事件与增量该模型能简便地实现地理对象的历史回溯与变更回退,利用版本标识可以快速获取历史态.     

中国海岸带及近海观测数据多维动态表达

基本表达是海洋地理信息系统(MGIS)的首要问题.针对海洋实测数据多源、多格式以及海量等特点,基于大型关系数据库Oracle9i,实现了数据一体化高效组织和管理.基于OCI应用程序接口,设计并开发数据库引擎,实现了数据的高效存储和访问.基于COM技术,开发了CMa3DView等7大可视化组件,并在海洋GIS系统平台软件MaX-plorer中进行集成,实现了海洋实测数据的多维动态表达与分析,包括海洋要素场可视化、海洋要素图可视化以及与其他海洋数据的一体化显示.实际应用表明,本技术方法能有效管理海量实测数据,并能更直观地表达各种复杂的海洋现象,从而为海洋科研工作者揭示抽象数据变化规律以及理解、分析各种复杂海洋现象,提供强有力的辅助工具.     

海洋保护区类型、边界与多边管控——生态保护、公众参与和规划决策的文献综合视角

海洋保护区是通过限制人类活动为海洋生态保育与恢复提供时间和空间的区划工具.开放的海洋环境使得海洋保护区存在边界模糊、功能区重叠等问题,弱化了海洋保护区的实际效果.本文梳理了国内外海洋保护区界定与保护区划决策模式差异,诊断出海洋保护与管理困境:(1)全球海洋保护区的分类标准与边界划分差异大,海洋保护强度与管控水平迥异,不利于评估全球海洋保护的实际效果;(2)海洋环境缺少明显的分界线,开发并普及保护区规划决策支持工具与系统,发展大规模海洋环境探测技术,有利于海洋保护区优化其管控措施;(3)推动区域联合的海洋环境保护规制,学习跨界海洋保护区的建设经验,参与国际海洋保护与远洋保护区设计,是海洋保护区的全球发展态势.未来,海洋保护区应加强相关理论探索,优化其规划决策流程,推动中国毗邻海域的跨界海洋保护,以期为海洋保护区选划和管控提供决策依据.     

面向服务的县级地质灾害管理系统研究

为了加强基层地质灾害管理部门的质灾害防治工作,有效进行地质灾害应急指挥和开展全民群测群防工作,基于WebGIS技术、分布式海量数据管理技术以及移动互联网技术,设计了面向服务的县级地质灾害管理系统,能够满足面向基层地质灾害管理部门和社会公众的不同需求.该系统采用内外网物理隔离的拓扑结构,既能保证数据更新的便捷性,又能保证数据存储的安全性;同时可为基层地质灾害管理部门、地质灾害调查人员及社会公众等应用对象提供地质灾害动态信息管理、灾害发生应急指挥、灾害调查自动化办公、灾害信息查询及预警发布等多元服务;既满足了基层地质灾害管理与防治工作的需求,又能引导社会公众参与地质灾害群测群防体系.该系统已在浙江省文成县成功应用.     

高频地波雷达的东海试验

“高频地波雷达海洋环境监测技术”是由武汉大学主持的国家“863”计划海洋领域的重大课题,本课题组研制了两套高频地波雷达OSMAR2000,并于1999年底,在浙江省舟山市朱家尖和宁波市象山分别建立了两个雷达实验站,进行了一年的现场自检试验和与传统海洋测量仪器的对比验证试验.试验结果表明,雷达探测海流和海风的距离达到200km,探测浪高的距离达到120km,系统整体性能达到国外同类雷达20世纪90年代后期先进水平.     

动态地图服务管理对象模型研究

传统地图服务发布采用静态定制一个或少量几个地图服务的方式,海洋环境遥感数据具有海量、动态、更新快的特点,传统的静态地图服务发布方式无法满足要求.在分析了海洋环境遥感数据特点的基础上,设计了动态地图服务管理对象模型,以实现服务器端大量地图服务的动态创建、监测以及服务冗余状态下的调度.     

汉江上游沉积记录的北宋时期古洪水事件文献考证

基于对近年来汉江上游古洪水水文学研究成果的整理和分析,结合文献记载和气候背景分析,对汉江上游5个沉积剖面记录的北宋时期古洪水事件进行了文献考证.研究结果表明,北宋时期为洪水频发期;洪水灾害的影响范围、灾情的严重性以及洪痕沉积规律等表明,汉江上游5个沉积剖面记录的古洪水事件可能是北宋太平兴国七年（982年）六月的一次特大洪水事件.依据树轮、冰芯、石笋等气候代用性指标及历史文献记载,北宋太平兴国七年（982年）正处于北宋980年代气候突变时期,此次古洪水事件可能是对当时气候异常多变的瞬时响应.该研究结果可为汉江上游防洪减灾和水利工程建设提供科学依据.     

中国古文献记载中“死者万计”事件的时空特征与原因分析

自然灾害是人地关系最为显性的自然事件.通过检索《中国基本古籍库》及《爱如生数据库·中国方志库》,整理了中国古文献记载中自然灾害导致的"死者万计"事件的发生频次,利用最小二乘法、小波分析和M-K检验等方法,分析其时空特征及发生原因.结果表明:历史时期"死者万计"事件频发,共有217a,主要类型为疫灾、饥灾、飓风、水灾.魏晋南北朝为第1个小活跃期,明清集中了总年数的60.8%,为第2个活跃期,并且秋季和夏季出现次数最多.10a频次呈极显著的波动上升趋势,最大值在1580~1589年,分为频次最少-缓慢上升-频次平缓-快速上升4个阶段,1820年发生增多突变.灾害演化过程中存在26,7和4a共3个周期.空间分布差异明显,以江苏、浙江为主的长江中下游和以河南为主的黄河中下游是2个高频中心,且各省灾害结构不同.气候的寒冷与异常、季节变化、灾害结构、人口规模、社会动荡、朝代更替等是灾害发生的主要原因.     

“格网索引+MapReduce”策略下的地理国情统计分析研究

地理国情统计分析是深度研究地理国情普查数据的首要前提.针对现有单机集中式数据存储与处理方式存在耗时长、效率低甚至不支持的问题,设计了"格网索引+MapReduce"策略,基于规则格网设计普查数据文件的分块组织与分布式存储方式,研制了格网索引与空间分析相结合的双层过滤机制,构建基于MapReduce的地理国情并行统计算法.最后,与无索引MapReduce、ArcGIS平台进行性能对比测试,结果表明:"格网索引+MapReduce"方法的统计效率远高于ArcGIS平台,对无索引MapReduce方法亦有明显的效率优势,研究拟为地理国情普查数据的高性能、多类型、大批量统计分析提供优选方案.     

天然气水合物的稳定性及其环境效应

天然气水合物对全球环境的潜在影响与它将成为未来重要的能源一样引起当今科学界的高度关注．在综合论述了天然气水合物的识别标志和稳定条件的基础上，着重讨论了冰期与间冰期天然气水合物的分解及其对全球气候变化、海洋地质灾害和海底生物种群的影响，同时给出了甲烷释放量的计算公式，并对拓展天然气水合物稳定性与全球环境变化之间相互关系的研究，提出了需要回答的关键问题．     

基于Visual Basic的微机线路保护实验台远程监控软硬件设计

通过一定的软硬件设计,提出了一种将现有的多台独立微机线路保护实验台借助Visual Basic平台与计算机联网的方法.在所编制监控软件环境下,充分运用计算机的数据处理和数据存储能力,实现了继电保护室的网络化和四遥功能,在继电保护整定计算等电力系统软件与实验装置问构建了桥梁,把实验室模拟成变电站自动化实时控制系统现场.     

陕西黄土高原中南部地区清代洪涝灾害与气候变化特征

采用灾害等级法、多项式拟合、距平分析、小波分析、交叉小波变换等方法,对陕西黄土高原中南部地区清代洪涝灾害的时空分布、气候特征及其致灾因子进行探究,结果表明：从时间分布看,洪涝灾害可划分为5个阶段,1644—1690,1801—1840及1881—1912年为洪涝灾害高频期,1691—1800和1841—1880年为洪涝灾害低频期,研究区清代洪涝灾害发生频次总体呈波动增加趋势,灾害等级以中度洪涝和大洪涝为主,洪涝灾害发生存在3,8,17以及61 a左右的准周期;从空间分布看,洪涝灾害发生频次较高的县市主要分布在研究区的东北部、中部和西南部,清涧河流域中下游与延河流域中下游地区的县市洪涝灾害发生频次最高;研究区大洪涝及特大洪涝在气候转型期发生频次相对较高,在气候偏湿条件下,降水量明显增加也会增加大洪涝及特大洪涝的发生频次;交叉小波变化显示,洪涝灾害等级序列在2~5,9~12及56~70 a周期尺度上与厄尔尼诺事件序列存在显著相关性,在8~14 a周期尺度上与太阳黑子数序列相关性明显。3个洪涝灾害高频期受夏季风的影响,1881—1912年研究区洪灾频次显著增加与该阶段夏季风活动加强有关,使得研究区降水量较大。     

北疆巴里坤湖500年来环境变迁

500年环境变化的过程与特征涉及到大气圈、水圈、岩石圈、生物圈的变化机制和趋向等问题,研究本题目的在于寻求预测环境变化的途径,恢复和重建500年来干旱区自然环境的演变过程。这对探索人类近代环境演变的因素和趋势具有重要意义。作者选用了内陆封闭湖泊湖滨浅滩60cm剖面进行了多种气候标志的综合研究和~(210)Pb及年轮相结合的短年代学研究,并经计算机处理成图。证明了新疆内陆干旱区500年的气候变化以冷湿与暖干交替变化为主,并认为晚更新世以来青藏高原上升导致由西南季风带来暖湿气流被西风气候所代替,是形成新疆内陆西风带气候型主要原因。又从各种气候参数的斜率变化证明新疆气候是向着持续干旱方向发展的,并得知10年来可能趋向降水普遍减少更干暖化的方向发展。