基于变维分形理论的四川省低山丘陵区滑坡孕灾环境因素敏感性分析

定量分析滑坡孕灾环境因素的敏感性有利于研究滑坡的形成机制和空间分布特征。基于变维分形理论,应用累计变换和次数和分维值两个分形指标,对研究区内滑坡与孕灾环境因素的关系进行定量分析,为构建滑坡敏感性分析评价指标体系提供分形学依据。研究表明:植被覆盖、岩土类型和坡度等因素对滑坡发育的影响程度较高,是研究区内滑坡空间分布的主要控制因素;断裂构造和河流两个因素对滑坡发育的影响程度较低,对研究区内滑坡空间分布的控制能力较弱。     

基于多重分形理论的近海污染物空间分布特性研究

针对我国近海污染物空间分布特征难于辩析的问题,通过对多重分形理论的研究,提出了一种新的近海污染物空间分布特征的分析方法。以天津市近岸海域20个水环境监测点为例,随机选择两个不同水期的COD监测数据进行分析,采用多重分形矩方法计算COD空间分布的多重分形维数谱函数f(α)。计算结果显示其α(q)-f(α)曲线均为连续不对称的上凸曲线,表明近海污染物在空间上的分布并不是简单的正态或对数正态分布,而是连续多重分形分布,近海污染物高浓度部分的奇异性较低浓度部分大,平水期的奇异性较丰水期大。应用表明,该分析结果与天津市近岸海域实际情况相一致,这些成果的取得为辩析近海污染物的空间分布特征,并进一步采用基于多重分形理论的算法模型计算近海水环境容量提供了理论依据。     

旅游景区(点)系统空间分布的分形发育及演化特征——以四川省为例

论文以四川省为例,借用分形理论中的网格维测算方法分析旅游景区(点)系统的空间分形特征,用位序-规模双对数拟合方法研究旅游流的规模分布规律,得到以下结论:①旅游景区(点)系统分形是演化的分形,分形结构是逐步进化而来的。1980年以前,四川省旅游景区(点)的空间分布尚未发育分形结构,直至1990年,分形结构才逐渐形成;②旅游景区(点)空间分布的分形发育与旅游流流量规模分布的分形演化在总体趋势上是一致的,但具体过程有不同步性;③旅游景区(点)空间分布的分形发育为旅游业发展提供了良好的载体平台,但并不意味着旅游流的规模分布就一定会发育成理想的分形结构,还需要对相关要素进行调控,才能使旅游流的规模分布也具有分形特征。     

安徽省地质灾害空间分布的分形研究

分形分维是度量不规则系统自相似性程度大小的参数,以往对安徽省地质灾害的研究一直都限于对其定性的描述。本文采用分形理论对安徽省地质灾害空间分布特征进行了定量的计算,结果表明:安徽省地质灾害空间分布分维值为1. 4847,崩塌与滑坡、地面塌陷和泥石流的空间分布分维值依次为1. 3756、1. 1074和1. 0902,相关性系数R~2均大于0. 98,分维相关性强,自相似性明显;降雨量、海拔、地貌和地层影响着地质灾害空间分布的分形特征,而水系和断裂空间分布分维值(1. 5825、1. 5111)与安徽省地质灾害空间分布分维值接近,表明两者是影响地质灾害空间分布的主要因素;分维值图显示安徽省地质灾害空间分布分维值由北向南逐渐增大,西南部和南部分维值较高,与实际该区域的地质灾害发育程度较强烈、灾害数量多、密度大相吻合,且其地质灾害空间分布分维值与安徽省地质灾害空间分布分维值接近,存在较好的自相似性,具有明显的分形特征。故利用分形理论研究地质灾害分布成因以及对地质灾害区划和防治具有重要的意义。     

两种土壤粒径分形模型的对比研究

本文从两种土壤粒径分布分形模型的推导入手,分析得出的土颗粒质量-粒径分布分形模型(模型二)仅是在土颗粒密度相同的假定条件下对土颗粒数量-粒径分布分形模型(模型一)的近似替代,并以某滑坡滑带土为例,分别运用这两种模型对该滑带土样进行粒度分形特征的试验研究,结果表明:由模型二计算的粒径分布分维数和相关系数均比模型一的小,其误差产生的原因是土颗粒密度由于矿物成分的不同而存在差异;但是模型二的计算结果可以较好地反映试样的分形特征,其原因是各粒组的各种矿物的相对含量相差不大,土颗粒的平均密度近似相等,假定条件适应性较好。     

分形维数在城市排水管网规划中的应用

城镇体系空间结构是城镇体系的重要特征之一,对其的定量研究对城市规划具有重要意义.以分形理论为基础,采用集聚维数研究了东莞市各镇区体系的空间相关性.结果表明:镇区之间的集聚程度不大,其大小与经济发展状况和地理位置有较好的对应关系.通过对几个镇区排水管网的长度-半径维数的测算,揭示出镇区排水管网也具有分形特征.综合分析镇区排水管网的规模指标数值可发现规划中存在的问题,并提出如下调整措施:①对于排水管网分形维数较好,规模指标欠佳的镇区,应加快排水管网的规模建设;②对于排水管网规模指标较好,而分形维数较差的镇区,应优化排水管网的平面布置规划;③对于排水管网分形维数及规模指标均欠佳的镇区,需要从排水管网的平面布置规划和建设规模两方面进行优化和调整.      

分形理论及其在环境科学中的应用

为使环境系统科学理论及其相关实用工具在环境科学领域得到更好的应用,本文在简要介绍分形、分形维数基本概念的基础上,通过对分形理论在环境科学中应用情况的回顾、分析与总结,进一步对分形理论在环境科学领域中的应用前景进行了展望。     

基于高压电脉冲破碎废弃电路板粒度分形特性

高压电脉冲技术在废弃电路板破碎方面的应用实际上是借鉴了其在矿物破碎方面的研究。材料的微观缺陷如微裂纹、微孔隙等分布及受载荷后的演化在一定标度范围内具有较好的统计自相似性,自相似性行为导致材料宏观破碎后所形成碎块的粒度分布具有分形特征。结合分形理论对废弃电路板高压电脉冲破碎后的产物粒度进行分形分布的分析,通过建立分布模型,对破碎产物实际筛下累积含量和用分布模型计算的分布含量进行线性拟合,分析结果表明线性拟合度较好,表明破碎产物具有粒度分形特性。建立分形维数与破碎条件函数间的关系,通过正交实验得出分形维数与破碎条件之间的关系。用破碎后块体的分形构造来考察材料破碎的形成过程,为研究废弃电路板的破碎特性提供了新思路。     

基于分形理论的生态环境影响评价范围定量研究

以神农架林区滑雪场建设为例,在阐述分形理论用于生态环境影响评价可行性的基础上,提出了基于分形理论的生态环境影响评价范围定量研究方法。以滑雪场项目为中心向外扩展选取8km、30km的圆形范围作为两个研究区,以500m为测度分别将研究区一、二划分为18和62个环带,运用GIS分析计算了不同环带内不同生态类型斑块的边长、面积及分维数,进行回归分析,分别得到两个无标度区,从而确定滑雪场生态评价范围为78.5km2,并运用分形理论对定量确定评价范围进行了一次有益探索,给环评工作者提出了一套解决定量评价建设项目对生态环境影响范围的方法和思路,以供借鉴和参考。     

基于GIS和分形理论的土地利用空间格局分析——以闽侯县为例

以闽侯县1994年、2004年和2015年三期遥感影像为数据源,在RS、GIS和统计分析工具的支持下,运用分形理论研究时间序列上土地利用类型形态的复杂度与结构的稳定度,分析土地利用空间格局的变化,从而阐述不同土地利用类型的空间分布规律。结果表明:(1)研究期间内闽侯县的土地利用类型形态有了很大的变化,林地、耕地和未利用地面积大幅度减少,建设用地面积持续增加,水域面积变化不大;(2)整体分形维数保持下降趋势,从1994年的1.3504降到2015年的1.3333,说明空间格局总体向简单化、稳定化方向发展;(3)闽侯县各主要地类的分形维数和稳定性指数变化特点存在较大差异,耕地、林地和未利用地的分形维数持续下降,土地利用类型形态趋向规则;水域的分形维数先减后增,结构趋向稳定;建设用地的分形维数先增后减,空间结构整体趋于稳定,布局趋向合理化。土地利用的复杂性和稳定性受到人为因素的影响强烈,通过对土地利用空间格局演变的研究,可以为政府协调水土开发、区域土地合理利用以及优化土地利用结构提供支持。     

地球化学分散模式分维计算方法的探讨

用半变异函数法、关联维法和三棱柱法对新疆东准噶尔金、银贵金属成矿区内卡拉麦里一带Au、As原生晕数据的空间结构性进行了研究 ,结果显示 ,Au、As元素在不同方向上的分维值变化情况与区域上的构造控矿特征相吻合 ;就区域上而言 ,As比Au的空间分布更复杂些。此外 ,对三种分维计算方法各自的优、缺点和实用性进行了探讨 ,并指出了分形地球化学的找矿意义     

基于分形模型的城市空气质量评价方法研究

基于分形模型开展了城市空气质量的评价方法研究.首先利用分形求和模型分析大气污染物分布特征,用分维数定量描述其浓度分布随机程度,开展了城市空气质量评价的背景值和标准值的确定方法研究.然后在此基础上基于橡树岭大气环境质量指数评价方法,确定了基于二氧化硫、二氧化氮、PM10三项污染物的中国城市人为源空气质量评价方法模型.最后以西安市为示范区,利用本研究方法确定了西安市的大气环境背景值和评价标准值,建立了适用于西安市的大气环境质量指数模型,并开展了2010年该市全年环境质量分析评价工作.结果表明,基于分形模型的评价结果认为西安市空气质量年变化呈“U”字型分布,该方法比常规环境空气质量评价方法更能表现出空气质量的变化规律和季节分布特征.总体上,2010年西安市空气质量良好,未受到污染天数占83%,但是受沙尘天气影响比较大;西安市空气质量随季节变化特征比较明显,夏季和秋季空气质量较好,受污染程度较低,冬季和春季空气质量较差,受污染程度偏高.     

甘孜—玉树断裂东南段分形特征及活动性研究

基于分形理论,使用网格法估算了甘孜—玉树断裂东南段断裂系统不同走向、不同区域断层的分维值,借助等值线图对断裂的分形特征做出分析,结合相关资料探究研究区断裂的活动性。研究结果表明:研究区断裂系统在1~10km的标度区间内具有良好的自相似性,整体断裂分维值为1.5443,NW向断层分维值远大于NE向断层,以甘孜—玉树断裂为主的NW向断裂在研究区内具有较强的控制作用;甘孜—玉树断裂SW盘分维值大于NE盘,表现出更强的活动性和更复杂的断裂分布;研究区分维值的大小能有效反映断裂的活动性及其空间分布情况,研究区内甘孜—玉树断裂尚处于发育的活跃阶段,各段均存在较大的发震可能性     

基于分形理论的农村居民点空间特征研究——以北京市平谷区为例

空间结构与空间形态相互联系、相互作用,共同构成农村居民点空间特征,对二者的综合分析可更好地考察农村居民点用地布局特点。基于分形理论,在总体与部分两个层次上对2004-2012年北京市平谷区农村居民点空间结构与形态特征及其动态变化进行综合分析,并提出空间结构合理优化及空间形态稳定性提高相关对策。研究表明,平谷区农村居民点空间结构和形态分形特征显著。全区尺度上,聚集维数、关联维数随时间变化而减小,形态维数值持续增大,农村居民点空间结构呈聚集发展态势,空间结构自组织不断优化,但形状特征日趋复杂,稳定性降低;分乡镇尺度上,部分乡镇存在空间结构松散、关联性较弱等问题。未来需加强交通等基础设施建设,增强居民点体系内各要素关联度,促进空间结构优化;并科学编制乡村土地利用规划,降低土地利用空间发展的随意性。研究可为优化农村居民点布局,科学指导农村居民点用地调整提供参考。     

基于分形维数的长汀县土地利用动态变化

以福建省长汀县为研究区域,基于遥感和GIS技术的支持,对研究区2000年、2009年、2016年的土地利用结构及分形动态进行分析。研究表明：经过多年的治理工作,长汀县的土地覆被情况有了很大的改善,林地面积不断增加,裸地面积持续减少。各土地利用斑块形态具有明显的分形特征,2000?—?2009年,耕地、建设用地分维值呈增加趋势,空间形态趋于不规则;林地、裸地和水域分维值减少,空间形态趋于规则。2009?—?2016年,耕地、裸地和水域斑块分维值呈上升趋势,空间形态趋于不规则;而林地和建设用地斑块分维值趋于下降,空间形态趋于规则。总体上土地利用分维值仍有增大的趋向,土地斑块的稳定度趋于下降。土地利用的复杂性和稳定性受到人为因素影响强烈,合理协调人地关系,避免治理成效出现反复,仍然是水土流失区治理的关键。     

Fractal characteristics of filamentous bacteria in activated sludge and its significance

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｉｎｍａｎｙｃｏｕｎｔｒｉｅｓｈａｖｅａｎａｌｙｚｅｄｍａｓｓｉｖｅｌｙｆｏｒｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｂｕｌｋｉｎｇｏｆａｃｔｉｖａｔｅｄｓｌｕｄｇｅｉｎｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ,ｐａｒｔｉ?..