Simulation of urban expansion via integrating artificial neural network with Markov chain – cellular automata     

Tingting Xu  Jay Gao  Giovanni Coco 《International journal of geographical information science》2019,33(10):1960-1983

Accurate simulations and predictions of urban expansion are critical to manage urbanization and explicitly address the spatiotemporal trends and distributions of urban expansion. Cellular Automata integrated Markov Chain (CA-MC) is one of the most frequently used models for this purpose. However, the urban suitability index (USI) map produced from the conventional CA-MC is either affected by human bias or cannot accurately reflect the possible nonlinear relations between driving factors and urban expansion. To overcome these limitations, a machine learning model (Artificial Neural Network, ANN) was integrated with CA-MC instead of the commonly used Analytical Hierarchy Process (AHP) and Logistic Regression (LR) CA-MC models. The ANN was optimized to create the USI map and then integrated with CA-MC to spatially allocate urban expansion cells. The validated results of kappa and fuzzy kappa simulation indicate that ANN-CA-MC outperformed other variously coupled CA-MC modelling approaches. Based on the ANN-CA-MC model, the urban area in South Auckland is predicted to expand to 1340.55 ha in 2026 at the expense of non-urban areas, mostly grassland and open-bare land. Most of the future expansion will take place within the planned new urban growth zone.  相似文献   

Research note: deblended-data reconstruction using generalized blending and deblending models     

Tomohide Ishiyama  Mohammed Y. Ali  Satoshi Ishikawa  Gerrit Blacquiere  Shotaro Nakayama 《Geophysical Prospecting》2019,67(7):1852-1866

We introduce a concept of generalized blending and deblending, develop its models and accordingly establish a method of deblended-data reconstruction using these models. The generalized models can handle real situations by including random encoding into the generalized operators both in the space and time domain, and both at the source and receiver side. We consider an iterative optimization scheme using a closed-loop approach with the generalized blending and deblending models, in which the former works for the forward modelling and the latter for the inverse modelling in the closed loop. We applied our method to existing real data acquired in Abu Dhabi. The results show that our method succeeded to fully reconstruct deblended data even from the fully generalized, thus quite complicated blended data. We discuss the complexity of blending properties on the deblending performance. In addition, we discuss the applicability to time-lapse seismic monitoring as it ensures high repeatability of the surveys. Conclusively, we should acquire blended data and reconstruct deblended data without serious problems but with the benefit of blended acquisition.  相似文献   

The role of antecedent groundwater heads in controlling transient aquifer storage and flood peak attenuation in karst watersheds     

Patricia Spellman  Jason Gulley  Jonathan B. Martin  Jeremy Loucks 《地球表面变化过程与地形》2019,44(1):77-87

Transient storage of floodwaters in aquifers is known to attenuate peak flows in rivers and drive subsurface dissolution. Transient aquifer storage could be enhanced in watersheds overlying karst aquifers where caves facilitate surface and groundwater exchange. Few studies, however, have examined controls on, or magnitudes of, transient aquifer storage or flood peak attenuation in karstic watersheds. Here we evaluate flood peak attenuation with multiple linear regression analyses of 10 years of river and groundwater data from the Suwannee River, which flows over the karstic upper Floridan aquifer in north-central Florida and experiences frequent flooding. Regressions show antecedent river stage exerts the dominant control on magnitudes of transient aquifer storage, with recharge and time to peak having secondary controls. Specifically, low antecedent stages result in larger magnitudes of transient aquifer storage and thus greater flood attenuation than conditions of elevated antecedent stage. These findings suggest subsurface weathering, including cave formation and enlargement, caused by transient aquifer storage could occur on a more frequent basis in aquifers where groundwater table elevation is lowered due to anthropogenic or climatic influences. Our work also shows that measures of groundwater table elevation prior to an event could be used to improve predictive flood models. © 2018 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

不同非感应起电及感应起电参数化方案对青海东部一次雷暴云电荷结构影响的数值模拟研究          下载免费PDF全文

李江林  余晔  李万莉  李亚珺 《地球物理学报》2019,62(7):2366-2381

本研究利用加入起电、放电参数化方案的数值模式（Weather Research and Forecasting Model（Version 3.7.1），WRF3.7.1_ELEC），通过设计五组不同非感应起电及感应起电参数化方案敏感性试验，对发生在青藏高原东北部青海大通地区的一次雷暴过程进行模拟研究，对比分析了不同非感应起电机制及感应起电机制对雷暴云电荷结构的影响.结果表明：在雷暴云发展旺盛阶段，Saunders（S91）、Riming Rate（RR）、和Saunders和Peck（SP98）三种非感应起电方案模拟的雷暴云最低层均为负电荷区，而混合方案（Brooks and SP98，BSP）模拟的雷暴云最低层为正电荷区，主电荷区自下而上为"+-+-"排列的四层电荷结构.与甚高频辐射源定位法推算的结果对比，BSP方案模拟的本次高原雷暴云电荷结构更接近实际情况；几种不同非感应起电方案模拟的主电荷区外围与主电荷区电荷结构不同，说明在雷暴发展的不同阶段雷暴云的电荷结构是不同的；几种非感应起电方案模拟的电荷结构不尽相同，主要是由于霰、冰和雪粒子在不同高度所带电荷的极性及电量的大小不同，霰粒子的电荷密度对低层的影响较大，冰粒子和雪粒子的电荷密度对中上层的影响较大；加入感应起电机制后，雷暴云电荷结构分布几乎没有变化，但能使雷暴云发展旺盛阶段低层和中层的正负电荷区电荷密度有所加强.  相似文献   

云南中甸-大具断裂上新发现的地震地表破裂带   总被引：1，自引：0，他引：1  

程理  苏刚  李光涛  尹功明  吴昊  余建强 《震灾防御技术》2019,14(4):797-809

中甸-大具断裂是川滇菱形块体的西南边界，总体走向310°—320°。近年来我们对该断裂进行了1:50000条带状地质填图，发现了断裂活动的地质地貌证据。其中，在丽江大具盆地内（金沙江右岸）沿断裂新发现一处典型地震地表破裂带，长约600m，宽120m左右，主要表现为地表挤压鼓包、挤压垄脊、张裂缝、挤压阶区等，呈NW走向，与中甸-大具断裂走向基本一致。野外工作中，我们详细记录和测量了地表破裂的破裂样式、破裂规模和相关定量数据，利用旋翼无人机测绘了地表破裂带的形态和展布，获得了高精度DEM，分析了地表破裂表现出的运动性质。在已有资料的基础上讨论了地表破裂的形成时代、归属、震级大小，简要分析了其发震断层。新地震地表破裂带的发现为进一步研究中甸-大具断裂活动特征、古地震及地震危险性提供了基础资料。  相似文献   

中国企业R&D国际化:时空格局与区位选择影响因素     

胡曙虹  杜德斌  范蓓蕾 《地理研究》2019,38(7):1733-1748

基于中国企业海外R&D投资数据和零断尾负二项回归分析方法,探讨了1998—2015年中国企业R&D国际化的时空格局特征,并从东道国角度分析影响其区位选择的主要因素。结果表明：研究期内中国新建海外R&D机构数量快速扩张;海外R&D投资区域分布广泛,呈现分散和集聚并存的特征;以华为为例分析了典型中国企业海外R&D投资的空间布局特征,认为目前华为海外R&D投资呈现集中布局在欧洲,零散分布在亚洲、美洲、非洲的空间特征,主要是由其以全球技术升级和满足多样化的市场需求等R&D国际化的战略动机所决定。回归分析结果表明,中国企业对发达国家和发展中国家进行R&D投资的影响因素有共同点但也存在一定的差异：① 现阶段东道国的R&D需求不是影响中国企业对其进行R&D投资的主要因素;② 代表中国与东道国经济往来密切程度的关联要素是影响中国企业R&D投资的重要决策因素;③ 发达国家吸引中国企业对其进行R&D投资主要是因其创新能力强、R&D资源数量多,而政策及制度供给是影响中国企业对发展中国家进行R&D投资的主要因素;④ 地理距离对中国企业R&D“走出去”的阻碍作用主要体现在对发展中国家的R&D投资中。  相似文献   

节点-场所模型及其应用的研究进展与展望     

陆林  邓洪波 《地理科学》2019,39(1):12-21

系统梳理了节点-场所模型及其应用的相关研究成果,发现已有研究主要集中在利用模型分析枢纽地区节点与场所发展特点、探究枢纽地区类型特点、预测枢纽地区发展潜力等方面。基于高速交通网和互联网的快速发展,提出未来节点-场所模型应用研究的重点方向：开展不同类型交通枢纽地区节点功能和场所功能的协同作用研究,探索旅游地空间节点功能和场所功能的平衡发展路径,探究不同要素流网络中节点城市的节点和场所协同发展,揭示节点-场所模型视域下地域空间演化的特征与规律,构建跨学科多元化的研究方法体系。通过加强节点-场所模型的应用研究,有利于优化地域空间结构,提升地域空间功能,丰富地域空间发展的理论研究,对制定地域空间发展规划具有重要启示。  相似文献   

京津冀协同治理的回顾与前瞻   总被引：1，自引：0，他引：1  

崔丹  吴昊  吴殿廷 《地理科学进展》2019,38(1):1-14

京津冀区域治理是伴随三地协作发展的进程,从政府层面的管制转向各利益主体协调治理,从自上而下的竞争合作转向上下结合的协同合作的一系列有效应对举措。经过30多年的努力,学界和政府部门已经形成了较为丰富的京津冀区域治理研究成果。通过梳理自1984年以来相关区域的研究,尝试从时空维度厘清京津冀区域治理的研究脉络及其变化,剖析目前京津冀区域治理所涉及的治理模式、协调体系、以及形成的发展策略,为改进和提高京津冀区域治理效果提供参考。京津冀协同治理过程是学术界与政府的互动融合过程,其中政府的作用居主导地位。未来将在治理主体、治理机制、治理效果评价和文化、医疗、养老等领域的协调发展方面得到深化和细化。  相似文献   

A review of fully coupled atmosphere-hydrology simulations     

Ning  Like  Zhan  Chesheng  Luo  Yong  Wang  Yueling  Liu  Liangmeizi 《地理学报(英文版)》2019,29(3):465-479

Journal of Geographical Sciences - The terrestrial hydrological process is an essential but weak link in global/regional climate models. In this paper, the development status, research hotspots and...  相似文献   

全球地磁感应测深数据三维反演   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

李世文  翁爱华  张艳辉  李建平  杨悦  唐裕  邹宗霖  李春成 《地球物理学报》2019,62(5):1908-1920

全球地磁感应测深能获得地幔转换带及下地幔上部的导电结构.但目前稀疏的地磁台站分布及部分台站的观测数据稳定性较差,影响了三维反演对地下电性结构的分辨力和反演可靠性.为此,区别于传统的L2-范数反演方法,本文提出并实现了基于L1-范数的地磁测深响应三维反演技术.在反演中,利用L1-范数度量数据预测误差,降低"飞点"数据的影响,将相关系数较小的C-响应估计也纳入反演数据中.三维正演模拟采用球坐标系下的交错网格有限差分法,反演采用有限内存拟牛顿法.文中利用指数概率密度分布函数构造非高斯噪声的合成数据,并采用棋盘模型对反演方法的可靠性进行了验证.之后,我们将本文提出的三维反演方法用于全球129个地磁观测台站的C-响应数据反演,结果表明在地幔转换带深部,中国东北地区为高导电异常,南欧和北非则均为高阻;夏威夷在900km以下为高导;菲律宾海及以东地区在转换带表现为明显的高阻,这些结果与前人研究结果一致.由于采用了更多的台站数据,我们的反演结果还发现一些新的异常:南美洲南端,转换带表现为明显的高导;澳大利亚东南部,地幔转换带深部,也存在一个明显的高导异常,这些异常分布和地震层析成像的低速区一致.因此,L1-范数三维反演能够充分利用全球C-响应数据信息,提高地磁测深对地球深部电性结构的分辨能力,更好的研究全球地幔电性结构.  相似文献