国家杰出青年科学基金(40825003)
- 作品数：47 被引量：516H指数：13
- 相关作者：岳天祥陈传法范泽孟孙晓芳杜正平更多>>
- 相关机构：中国科学院山东科技大学中国科学院研究生院更多>>
- 发文基金：国家杰出青年科学基金国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：天文地球农业科学自动化与计算机技术经济管理更多>>
- 基于HASM的省级尺度气候与植被生态系统模拟分析被引量：2
- 2013年
- 区域气候要素的空间模拟精度直接关系到区域气候-植被生态系统的模拟精度。针对这一问题,运用HASM方法对江西省气候要素进行空间模拟,而且与IDW、Kriging、Spline等传统经典方法模拟结果的对比分析表明,HASM方法的模拟精度最高。因此,在10年和30年时间尺度上,运用HASM方法分别完成江西过去60年的平均气温、平均降水和潜在蒸散的空间模拟,并采用Holdridge生命地带(HLZ)模型分别实现了江西不同时间尺度的HLZ生态系统时空变化模拟。模拟结果显示,在1961-2010年期间,20%左右的HLZ生态系统发生了变化,平均气温上升是HLZ生态系统发生变化的主要驱动因子。另外,在江西省出现的7种HLZ生态系统类型中,暖温带湿润森林类型受平均气温上升的影响最大。
- 杜正平范泽孟岳天祥
- 关键词：曲面建模气候变化
- 基于HASM-SSOR模型的近60年来中国气温与降水变化趋势模拟被引量：1
- 2013年
- 为了改善HASM模型计算速度慢及存储量大等问题,提出了一种快速有效算法(HASM-SSOR),并以高斯合成曲面为例验证了该方法的有效性。利用全国752站1951—2010年的气象观测资料,对近60年的平均气温、降水分别采用多元回归与HASM-SSOR相结合的方法及多项式回归与HASM-SSOR相结合的方法进行模拟与分析;近60年平均气温、降水拟合的复相关系数分别为0.9923、0.9987;并对1951-2010年各年代际的平均气温、降水的变化趋势进行拟合与分析,发现各年代际气温变化并不一致,全国平均气温呈上升趋势,平均上升率为0.35℃/10a,全国降水平均变化率为9.4mm/10a,无明显的变化趋势。
- 赵娜岳天祥范泽孟王晨亮
- 关键词：平均气温平均降水
- 中国表层土壤全氮的空间模拟分析被引量：42
- 2010年
- 基于第二次全国土壤普查5336个典型土壤剖面数据,分析表土全氮(A层)与环境因素的相关关系,利用多元回归模型和HASM模型结合的方法模拟中国国家尺度上表层土壤全氮的空间分布格局。结果表明:对350个检验点模拟结果的平均绝对误差和平均相对误差为0.67g.kg-1和61.06%,与普通克里格法相比分别降低了0.05g.kg-1和17.53%;对样点分布较少的西北地区的模拟结果也更符合实际情况。多元回归模型和HASM模型结合的方法考虑了环境因素的影响,可作为目前模拟大尺度土壤性质空间分布相对有效的方法。
- 李启权岳天祥范泽孟杜正平陈传法卢毅敏
- 关键词：土壤全氮
- 中国降水未来情景的降尺度模拟被引量：4
- 2012年
- 基于长时间序列(1964～2007年)的全国降水观测数据,结合经纬度数据以及DEM、坡向、坡度等系列地形特征数据,利用空间统计方法,在构建年平均降水降尺度模型的基础上,运用高精度曲面建模(HASM)方法对经过降尺度分析的HadCM3的A1Fi、A2a和B2a三种情景T1～T4时段的全国未来平均降水进行高精度曲面模拟。模拟结果显示,在T1～T4时段内,A1Fi、A2a和B2a三种情景的全国平均降水均呈持续增加趋势。其中,平均降水在A1Fi情景中增加速度最快,B2a情景中增加速度最慢;A1Fi和A2a两种情景的平均降水均呈加速增加趋势,而B2a情景的平均降水则呈减速增加趋势。模拟结果表明,本文构建的降尺度模拟方法可以有效地实现IPCC GCM的低分辨率的降水情景数据降尺度转换成高分辨率的降水数据。
- 范泽孟岳天祥陈传法孙晓芳
- 关键词：降水情景
- 基于条件模拟的DEM误差曲面实现研究被引量：5
- 2010年
- 为了克服DEM全局误差指标描述DEM精度的缺陷,基于条件模拟(CS)实现了DEM误差曲面的构建。构建了甘肃省董志塬某测区DEM误差曲面,并与普通Kriging(OK)插值结果进行了比较。结果表明,OK具有明显的平滑效应,而CS能准确反映DEM误差的空间波动性。DEM误差对坡度精度的影响分析表明,相比地形复杂的区域,DEM误差严重影响平坦区域的坡度精度;对测区水土流失等级划分结果的分析表明,约有70.2%的网格点的等级划分受DEM误差的影响。
- 陈传法岳天祥
- 关键词：坡度DEM
- HASM解算的2维双连续投影方法
- 2013年
- 基于曲面论原理的高精度曲面建模方法HASM(High Accuracy surface Modelling)解决了长期困扰地理信息系统界的误差问题,但使用该方法需要求解大规模线性系统导致其计算效率较低,限制了其广泛应用。为提高HASM线性系统的解算速度和精度,本文基于2维双连续投影算法提出了一种解算HASM的新方法(HASM-DSPM),该方法采用选取优化的投影空间和两次校正策略以提高收敛速度和解算精度。理论分析表明,使用该方法比使用高斯赛尔方法GS(Gauss-Seidel)和改进的高斯赛德尔方法MGS(Modified Gauss-Seidel)效率明显提高。分别用本文引入的方法、高斯赛德尔方法和效率较高的MGS方法进行了HASM方程组的解算,并对高斯合成曲面和实际项目区进行了模拟试验。结果表明,与使用GS、MGS方法相比,HASM-DSPM解算方法无论在收敛速度和计算时间方面都有明显改善,并且其模拟精度优于其他经典方法。
- 闫长青岳天祥赵刚王晨亮
- 关键词：DEM
- 中国耕地食物供需平衡分析被引量：6
- 2010年
- 利用ArcGIS空间分析工具和食物营养模型,对我国主要7种耕地食物产品(水稻,小麦,玉米,高粱,谷子,大豆,油料)实际产量进行计算和分析,得到全国和各县耕地食物营养产量,结合县级人口数据,进行食物供需平衡分析。结果表明:①全国2360个县级行政单位中,1351个县(市、区)耕地食物热量供大于需(1995年-2005年平均值),主要分布在东北平原、华北平原、江汉平原、洞庭湖平原、鄱阳湖平原、四川盆地等粮食主产区,另外1009个县(市、区)耕地食物热量供小于需,需要从外调入食物,或者利用本区域草地、林地和水域等食物;②耕地食物蛋白质供大于需的县(市、区)有896个,供小于需的县(市、区)有1464个;③耕地食物脂肪供大于需的县(市、区)仅有121个,供小于需的县(市、区)有2239个。脂肪的供给有较大的短缺,要保障食物安全,应优化种植结构,逐步使各类食物的供需达到平衡。东北、华北地区是我国食物供给充足有余的地区,应保护耕地食物供给可持续的发展;华中的长江中下游地区,耕地食物热量供给有较大盈余但蛋白质和脂肪有所短缺,需优化种植结构,增加富含蛋白质或富含油脂作物的种植和培育,以均衡食物供给。对于耕地食物不足的西部地区、北部地区和东南沿海地区的省区,保障食物调入渠道通畅的同时,应发挥地区优势,因地制宜的提高食物供给能力。
- 王情岳天祥卢毅敏范泽孟辛晓平张宏斌
- 高精度曲面建模的一种快速算法被引量：8
- 2012年
- 高精度曲面建模(HASM)是一种全新的曲面建模方法,其整个过程可分为偏微分方程的离散、采样方程建立和代数方程组求解3个阶段。目前所采用的求解对称正定方程组的方法主要是共轭梯度法。为了解决HASM的计算速度问题,本文给出了2种新的预处理共轭梯度算法,分别为不完全Cholesky分解共轭梯度法和对称逐步超松弛预处理共轭梯度法。实验表明,不完全Cholesky分解共轭梯度法收敛速度最快,且这2种预处理方法均比其他方法具有更快的收敛速度。
- 赵娜岳天祥
- 基于高精度曲面建模方法的SRTM空缺插值填补研究被引量：15
- 2010年
- 选择丘陵、高原和高山3种地形,以9个不同空缺面积的SRTM3为研究对象,基于高精度曲面建模方法(HASM)分别使用和不使用辅助数据SRTM30对SRTM3空缺插值填补,并与传统方法(TIN、SPLINE和IDW)的填补精度比较。结果表明,无论是否使用SRTM30,HASM填补精度均高于传统的方法,且在复杂地形区域填补优势较传统的方法高于平坦区域;地形复杂度和空缺面积均影响HASM填补精度,HASM在地形复杂度低且空缺面积小的区域填补精度要优于地形复杂度高且大空缺区域;基于HASM填补小空缺且地形复杂度低的区域,无需使用SRTM30,但大空缺且地形复杂度高的区域需借助SRTM30。
- 陈传法杜正平岳天祥
- 关键词：SRTM插值曲面建模地形
- 中国食物供给能力分析被引量：20
- 2010年
- 从中国各类型生态系统（农田、草地、水域）的实际的食物生产能力出发,结合进出口产品中的食物部分,得出全国实际的食物供给能力,根据食物营养成分表中的转化率,将各类食物折算成人类生存所需的3大营养成分（热量、蛋白质、脂肪）的产量来表示,并利用ArcGIS进行草地和农田食物供给的空间分析。以2004年为例,中国实际食物供给能力为：热量1.601×1015kcal,蛋白质6.163×107 t,脂肪2.717×107 t。其中,中国内陆生态系统实际可供给热量1.454×1015 kcal,蛋白质4.996×107 t,脂肪2.074×107 t,分别达到了陆地生态系统生产潜力的32.46%、38.33%和41.12%,内陆生态系统食物供给还有较大的增长余地。在小康水平下,中国的食物热量、蛋白质、脂肪分别可以供养人口19.12亿,20.84亿和11.03亿人,按照2010年营养目标和2020年全面小康目标,热量和蛋白质的供给已经较为充足,而脂肪的供给有所不足,今后需要注重油脂作物的种植和生产。结果还表明：中国的食物供给能力中,农田占据了绝大部分,不过比例有下降的趋势,从1998年的84.66%,下降到2004年的74.72%;草地和水域生态系统所提供的食物所占比例分别为4.83%~5.80%、6.02%~7.51%,波动较小;净进口食物所占比例逐年增长,1998年仅为4.04%,2004年增加到13.82%。通过平衡模型计算,在温饱、小康、富裕水平下,2004年中国可以供养的人口分别为：15.34亿,15.00亿和14.11亿,这表明,如果能够优化种植结构,合理配置植物性食物向动物性食物转化比例,均衡营养消费结构,中国实际食物供给较为充足。
- 王情岳天祥卢毅敏杜正平辛晓平
- 关键词：食物安全食物营养
