淮河流域洪涝变化的信息维研究

以一定洪涝指标建立的淮河流域近五百年洪涝变化序列为基础，采用分形理论和方法，分析了淮河流域洪涝变化的分形结构特征；计算了淮河流域不同等级洪涝序列的信息分维及其随时间的变化。结果表明，淮河流域洪涝序列是一种极不规则的Ｃａｎｔｏｒ集合；信息分维与洪涝发生的频度呈反相关关系，即洪涝程度越重，信息分维值越低，所反映的气候层次相对越高。信息分维及其变化有望成为时间序列变化趋势和气候层次的诊断指标。     

九龙江口湿地表层沉积物微观形貌特征与成因分析

基于沉积物N2吸附脱附曲线,通过不同植被沉积物采样、扰动模拟和化学清洗实验,分析河口滨海湿地表层沉积物的微观形貌特征与形成原因.研究表明,光滩(A)的沉积物比表面积最低(17.07m2/g),表面分形维数也是最低(2.5177);互花米草(E)沉积物的比表面积和表面分形维数次之,分别为20.82m2/g、2.5354;而湿地中间的红树(D)、互花米草(B)及其二者混交(C)的3种沉积物的比表面积和表面分形维数较高.其原因可能是光滩(A)和互花米草(E)由于靠近河边,受到河流与潮水影响较大,较其他长有植被且离河流较远的沉积物,更易受到扰动与污染,空间填充能力弱化所致.相关关系分析表明,沉积物比表面积与表面分形分数同沉积物无机氮磷形态显著正相关,这表明沉积物比表面积和表面分形维数较低的沉积物,其表面吸附能力和空间填充能力较弱,而使得吸附的无机氮磷形态污染物减少.另外,受扰动的沉积物具有较低的比表面积和表面分形维数,污染程度较轻的沉积物具有较高的比表面积和表面分形维数.可见,受潮汐、河流扰动和污染程度的不同是九龙江口湿地表层沉积物微观形貌差异形成的主要原因.     

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.     

阜山金矿进回风巷粉尘孔粒径分布及其分形特征

为探究金属矿井下粉尘孔粒径特征,以阜山金矿为例,系统研究其进风巷粉尘(IAD)、回风巷粉尘(RAD)的孔粒径分布(PSD)情况.首先,利用激光粒度分析仪与扫描电子显微镜(SEM)、低温液氮吸附仪分别测试粉尘粒径与孔参数,然后利用分形理论计算并分析其粒度分形维数与孔分形维数.结果 表明:RAD粒径比IAD粒径小,两者最可...     

区域滑坡时间分布的自相似性研究

滑坡时间分布是滑坡预测和预警报研究的关键内容,对一定区域滑坡分布时间规律的研究可为区域滑坡预测和预警报提供参考和指导。本文以长江三峡库区滑坡为研究对象,对滑坡的年际分布和月份分布的相似性分别进行了研究。结果表明,两种时间的分布规律具有较好的相似性,且滑坡规模越接近,相似性程度越高。对滑坡时间分布的相似性研究,为应用分形理论研究该区域滑坡时间分布规律提供了理论基础。     

中国雨日变化趋势的分形研究

利用1951-2002年中国752个台站的雨日资料,运用分形理论和R/S分析法,研究并预测了中国五大降水区年雨日的气候变化趋势.研究表明:中国五大降水区未来的年雨日变化趋势与过去50a的变化有着很好的自相似性.为了更深入研究雨日的未来的变化,设计了两项Hurst指数试验,用两项试验结果与年雨日年际变化趋势的对应关系来推断未来的变化趋势及其转折与突变.结果表明:中国五大降水区年雨日有着一致的减少趋势,但其变化呈现显著的地域分异特征.依照五大降水区的气候倾向率,西北区、西南区、青藏高原区、东部北方区、东部南方区未来平均每10a雨日减少分别为4.1d,11.4d,3.7d,6.8d和5.9d,其中西南区年雨日减少最多.期间,中国五大降水区虽有气候变化的转折,但不存在雨日气候变化的突变点.     

基于分形理论的皖江城市带城镇体系结构研究

运用分形理论对皖江城市带城镇体系的规模分布和城镇空间结构进行了具体分析,得出如下结论:在城镇规模分布方面,城市规模结构分布较为集中,中等位序的城市较多,首位城市作用不显著,人口分布低水平均衡;在城镇空间结构方面,城镇之间的空间关联程度、空间相互作用一般,空间布局较分散。在此基础上,提出了未来皖江城市带城镇体系发展的相应对策。     

城市热场剖面的分形维数计算及其意义研究——以上海中心城区为例

城市热环境是城市中建筑物的不断增加及人类活动、大气状况、地表热量传输等多种因素综合作用的结果,因此城市往往具有极为复杂的热表面。由于热量分配、传输具有一定的复杂性,传统的模型预测与定点观测方法在分析城市热表面空间结构及其形成机制方面存在一定的不足。随着空间信息科学的发展,卫星遥感技术为获取城市热场信息提供了可靠的手段。选用上海市2000年6月14日的Landsat ETM+热波段影像,首先反演城市地表温度,再引入剖面线分形的方法,在GIS的支持下,计算从人民广场出发的8个方向的分维数,并进一步探讨剖面线分形的意义,得到如下结论：城市热表面的剖面线具有明显的分形特征,8个方向的分维数为1.530 0～1.780 6,表征不同剖面线的复杂程度。热场表面剖面线的分维数揭示了3个方面的意义：首先不同的分维数反映热场不同方向上温度变化的复杂程度;其次,相对于城市中心,反映不同方向上城市边界形态的差异性;第三,进一步揭示不同方向上,下垫面土地利用类型空间组合变化的复杂程度。     

絮凝体的DLA分形模拟及其分形维数的计算方法

运用有限扩散凝聚(DLA)模型对絮凝体的成长过程进行了二维模拟.模拟絮凝体分别采用密度函数法、回转半径法、图像分析法进行分形维数计算,分形维数均随模拟絮凝体尺寸的增大而减小.三种计算方法的结果显示,密度函数法和回转半径法得到的分形维数基本相当,但图像分析法所得到的分形维数较小,约为密度函数法和回转半径法所得到的分形维数的0.8左右,其原因可能是图像分析过程中计算机对图像的识别误差所致.以DLA模型模拟得到的絮凝体内部的孔隙率随絮凝体尺寸的增大而增加.絮凝体中孔隙率的增加是絮凝体密度减小、结构松散的主要原因,也是絮凝体分形维数降低的主要因素.     

天山公路溜砂坡动力学特性及分形特征试验研究

溜砂坡动力学特性研究是寻求有效防治措施的关键。本文通过天山公路溜砂坡的动力学特性物理模拟试验,初步探索了其崩滑的动力学机制,发现溜砂坡堆积呈现分形结构,表明其堆积过程是一个典型的自组织临界过程,整个坡体是一个广延耗散动力学系统。试验中发现了一种新的崩滑动力学机制——滑塌式崩滑,其失稳过程中存在一个潜在的滑动面,坡体呈现整体失稳的特征,颗粒呈现类似冲洪积物互层现象的堆积特征。