青少年数学国际城市邀请赛个人赛试题及答案（2009年7月8日南非德班）

答题时间：120分钟．第一部分：填充题。请将答案填写在空格内,共十二题,每题5分．     

城市扩张的空间模式研究——以杭州市为例

以杭州市中心城区的多时相TM/ETM+遥感影像为数据源,采用建设用地扩张强度、空间自相关方法等,分析了杭州市1991~2010年间城市扩张的时空特征,并探讨其扩张的空间模式及其演化.结果表明：（1）杭州市城区快速扩展,各街道 乡镇扩张程度存在明显差异;（2）杭州城市扩张的“热点”方位变化大致为：城北-城西-多方位-城东,其变迁规律与杭州城市扩张模式的总体变化规律一致;（3）杭州市城市扩张的空间模式主要有边缘式、填充式、自发式和线性轴状,且随城市演化过程总体遵循以下轨迹：首先,主城表现为边缘式为主、填充式为辅的扩张;其次,外围自发式的扩张形成了副城;接下来主副城都表现为从填充为主、边缘为辅的扩张转变为边缘为主、填充为辅的扩张;而线性轴状扩张是沿交通线发展并贯穿整个城市空间的演化过程.     

杭州城西河网清淤优化调度

引水进入城市河网可快速提升河道水质,但也会导致泥沙淤积等问题;城市河网不仅河道众多,还有水闸等水工建筑物,使得水沙输移问题变得更为复杂.为了使泥沙尽量少淤积于不易清淤的河道,需优化河网水闸的调度.首先建立了考虑水闸的河网一维泥沙输移数学模型,利用实测水沙数据验证其精度.通过模型计算不同引水流量工况下杭州城西河网泥沙的淤积量及淤积分布,得到泥沙淤积率最低以及最利于清淤时的河网水闸优化调度方案,可为城市河网泥沙减淤及清淤提供理论依据和参考.     

基于物联网的城市河道酸碱度远程检测系统的设计

随着城市经济的发展,城市河道水环境受到了严重的污染和破坏,其中水质的酸碱度是水质污染的一个重要指标。由于城市河道水质污染的不确定性,一套能够在野外无人看管的环境下,多节点多范围对河道水质酸碱度实时检测系统成为一种需求。系统中每个采集节点连有pH传感器,采集的pH值数据通过Zigbee模块传给基站,基站将每个节点的数据与时间和地点信息绑定存储到云端数据库。管理人员可以通过网页随时随地了解当前各区域的水质酸碱度情况,如一旦水质出现污染,管理人员可以通过后台了解水质污染的扩散情况和污染源头,可以及时采取措施降低损失。该系统的运用与传统的人工现场取样带回实验室分析的方法相比,不但极大的提高了预警能力而且还大幅降低人力成本。     

面向智慧城市的物联网基础设施关键技术研究

智慧城市是利用物联网等新一代信息技术实现城市智慧运行和管理的新型城市形态,是信息技术与城市发展深度融合的产物。针对当前智慧城市因碎片化、烟囱式发展模式而面临的重复建设严重、跨域资源难以共享与联动协同等突出问题,从资源汇聚和促进城市应用互联互通互操作的角度,定义了城市物联网基础设施的概念内涵,提出城市物联网基础设施是一个涵盖“网络 平台 服务”的综合体,分析总结了国内外政府与企业在城市物联网基础设施尤其是物联网平台方面的发展现状,在此基础上,研究提出了为实现城市物联资源泛在接入、网络融合、资源管理和智能服务等核心功能亟需突破的关键技术,最后给出了推动城市物联网基础设施快速发展的意见和建议。     

城市隧道穿越复合地层的合理微差时间间隔

以莞惠城际项目的“上软下硬”复合地层条件为依托,结合现场测试数据,采用理论与数值分析相结合的手段,开展城市隧道穿越复合地层中合理微差时间间隔的研究。研究结果表明:复合地层中微差爆破效果较好,第1、2炮适宜的微差时间间隔为50~70 ms;围岩条件相同,振动波形和主震相的持续时间均随着爆心距的增加而变长;而围岩条件变差时,振动波形更易出现波形叠加现象;随着微差时间间隔增加,第1、2炮产生的主震相逐渐分离,在0~35ms间降震率波动明显且整体上小于稳定降震率;在复合地层中,两测点爆心距相同时,成洞区上方测点受空洞效应影响显著,振速明显偏大。     

基于遥感影像的嘉兴市城市扩张与驱动力分析

在当前高速城市化的背景下,为及时了解嘉兴市的城市发展现状,使用遥感手段提取各时间段内城市的建设区域,并分析了扩张过程的时空特征,再结合社会经济数据探究了城市扩张的驱动力因素.结果表明：嘉兴市在1993~2013年间城市扩张明显,扩张速度和强度先增后减,扩张方向由西北转向南,扩张模式经历了“主动型-被动型-稳定型”的转变过程,扩张合理性较差,城市扩张速率高于人口增长速率,扩张驱动因子主要为经济发展、产业结构调整和人口增长.     

杭州城市建设用地扩张的时空演变分析

基于杭州市1914—2018年间6期近代地图与遥感影像数据,通过目视解译数字化的近代地图,使用面向对象的分类方式对CORONA、Landsat TM和OLI影像进行分类并提取建设用地数据,计算扩张速度、重心变化、景观格局指数和增长类型,分析建设用地的扩张过程与扩张模式。结果表明：（1）近百年来杭州城市建设用地扩张明显,扩张过程主要集中在改革开放后。（2）杭州城市重心经历了“北—西北—北—东南—南”的变化过程,由向单一方向扩张转变为多方向均衡发展的态势。（3）建设用地扩张过程基本符合“扩散—融合”假说;城市核心区呈现蛙跳增长、填充增长、边缘增长依次主导的螺旋式发展过程,研究区域整体表现为边缘增长始终占相对重要地位的特征。（4）通过近代地图与遥感影像的集成分析,为长时间尺度的城市研究提供了一种路径。     

结合DEM的红边-近红外植被指数提取城市植被信息

随着生活水平的不断提高,城市植被已成为衡量城市宜居性的重要标准之一,对城市生物多样性评估和保护起到非常重要的作用。因此,合理规划城市植被是解决环境问题和提高生活质量的重要手段。因此,城市植被的提取和监测成为重中之重的任务。目前,城市植被提取一方面受到地域和物种的影响,另一方面也受到地形和建筑物阴影的影响。为解决上述问题,提出了一种结合数字高程模型(DEM)的红边-近红外植被指数模型（RENVI）。首先选取了3景经过辐射定标和大气校正的具有红边波段、且光谱和空间分辨率较高的Worldview-3遥感影像;然后,根据红边波段对于植被具有较高的敏感性,且红边范围内的光谱数据与反映植被生长状况的参数有较好的相关关系原理,采用DEM模型和红边波段光谱差异,有效去除地形和建筑物阴影;最后,在可见光波段范围内建立红边光谱-近红外光谱构建特征空间,构建了红边-近红外植被指数模型,同时与归一化植被指数（NDVI）和增强型植被指数（EVI）进行城市植被提取的定性和定量对比分析。定性分析是利用真实植被影像参考图与模型提取植被影像进行视觉分析;后者是采用用户精度、生产者精度、总体精度和Kappa系数进行量化分析。定性分析表明：NDVI和EVI提取城市植被,由于建筑和道路像元混淆在植被中,产生了错分和漏分的问题。RENVI较好地消除了阴影像元与植被像元混淆问题,能准确的提取城市植被,减少了冗余度,增加了植被指数的信息量。定量分析表明：RENVI模型较NDVI和RVI能够准确提取城市植被,3景影像总体精度分别为89%,81.4%和91.8%,Kappa系数分别为0.852 8,0.791 3和0.905 2。综上所述,该方法有效提高了城市植被提取精度,并取得了较好的提取视觉效果。     

中国化学会第十一届全国分析化学年会(第一轮通知)

中国化学会决定于2012年10月26日～29日在美丽的海滨城市—青岛召开"第十一届全国分析化学年会",并委托青岛科技大学负责筹办。会议将就我国自上届学术会议以来分析化学学科的新成就、新进展及我国分析化学学科的发展进行学术交流和研讨,会议将组织分析化学前沿的专题报告、分组报告和讨论,并邀请部分国外学者和海外华裔学者