重庆市景观格局动态变化分析

土地利用/覆盖变化是全球变化研究中的一个重要环节,景观生态学是土地利用/覆盖变化的一个重要的研究手段。以分形理论为指导,利用景观生态学的相关指标,在遥感和地理信息技术的支持下,研究重庆市景观格局的变化。采用1995和2000年Landsat TM/ETM影像为基础数据,提取并建立土地利用空间数据库,应用景观空间格局分形模型,获取景观类型的分形维数和稳定性指数以及景观多样性指数、分离度指数、破碎度指数、均匀度指数和优势度等指标。结果表明：水田、旱地、水域等土地类型的分形维数在研究时间段内有明显上升,有林地、灌木林地和草地等景观要素类型的分形维数降低;景观多样性和破碎度指数以及均匀度略有增加,而优势度指数下降;分形维数和破碎度指数呈极显著正相关。最后为重庆市景观格局的持续发展提出了若干建议。     

分形维数在洪水分期的应用

分数阶积分是分形理论的一个重要分支,应用分数阶积分进行时间序列维数估计,其精度比box维数、量规法等方法高。在此方法的基础上,以金沙江上游石鼓站42年的流量数据为研究对象,对流量散点序列进行了分形分析,在初步证明洪峰散点序列是一种分形的前提下,将分数阶积分应用到洪水分期上,通过估算的维数确定洪水分期原则并定量划分了洪水的分期时间,论证了洪水分期的合理性,并将分数阶积分估算维数法与容量维数法进行比较。对比传统洪水分期方法,分形维数分期结果较为客观,受经验和人为影响较小,但是容量维数方法需要选择大量的洪峰点,分析计算的工作量很大,而分数阶积分具有运算方便、结果准确等优点,而且建立的分形函数关系方便进一步分析研究。〖     

洞庭湖区景观镶嵌结构和分形特征研究

利用1980、1990、2000年三期TM影像,应用遥感、地理信息系统技术和景观生态学相结合的方法研究了洞庭湖区景观镶嵌体的结构和形态特征。结果表明：洞庭湖区景观格局与动态特征以耕地、水域、居住建设用地变动为主;各种景观类型的分维数各不相同,分维数的大小依次是：耕地﹤未利用地﹤建设用地﹤水域﹤林地﹤草地,其中建设用地的分维数最接近于1.5,处于最不稳定状态,草地和林地分维数年际波动不大,处于最稳定的状态,耕地随着时间的推移,分维数不断降低;同一种景观类型的分维数在不同地貌条件下也存在差异,其中耕地、水域和居住建设用地的分维数随海拔增加呈增加趋势,草地和林地的变化则表现为相反,这种差异反映了地貌、地势、区位条件和人类活动对于同一景观类型的斑块形态的影响。     

基于分形理论和形状特征的大气颗粒物研究

本研究对青岛市黄岛区的大气颗粒物进行了采集,通过CCD图像采集系统在显微镜下获得8种典型大气颗粒物的显微图像,运用差分盒维数法计算其分形维数以及图像处理技术计算其球形度等形状参数.进而研究了颗粒物分形维数与粗糙度的关系、分形维数的尺度不变性、以及分形维数和形状参数的相关性分析.研究发现不同颗粒图像的分形维数是不同的,可以运用分形维数结合长径比、庞大率等形状参数对大气颗粒物进行模式识别,为解析大气颗粒物的来源提供新的特征参数.     

絮体分形结构对沉淀速度影响研究

利用基于微天平的质量-粒径法和基于改进粒子图像测速技术的自由沉淀法对高岭土、腐殖酸絮体的分形结构进行了研究.结果表明,质量-粒径法得到的铁盐絮体三维分形维数为2.14~2.28,明显大于铝盐絮体的1.75~1.83,铁盐絮体结构更为致密,而铝、铁-腐殖酸絮体比相应的高岭土絮体分形维数要小.絮体分形维数与沉淀速度具有良好的对应关系,分形维数越大,絮体沉淀速度越大.质量粒径法与自由沉淀法求出的絮体分形维数相吻合,分形絮体沉淀速度不再满足Stokes沉淀速度公式.     

强震地面运动的混沌特性分析

引入非线性动力学理论和混沌时间序列分析方法考察强震地面运动加速度时程的非线性特征。首先采用功率谱分析法、主成份分析法和Cao方法定性判断地震动加速度时程具有混沌特性,然后应用混沌时间序列分析方法定量计算了30条地震动加速度时程的三个非线性特征参数。计算表明,这些地震动时程的关联维数为2.0~4.0的分数维,Kolm ogorov熵K2为大于零的有限正值,最大Lyapunov指数在0~1.0之间。结果说明,强震地面运动具有混沌特性,地震动的高度不规则和复杂性是地震过程强非线性的反映。     

黄土高原刺槐人工林地土壤颗粒分形特征研究

采用分形理论,研究黄土高原刺槐人工林地不同树龄和不同深度的土壤颗粒的分形特征.结果表明,在刺槐人工林凋落物和根系等的作用下,人工林能够提高林地土壤的团聚能力,降低土壤的分形维数;不同树龄刺槐人工林地的土壤颗粒分形维数在土壤剖面的不同深度上趋于均一,而且小于同种质地的其他土壤;土壤颗粒分形维数可以反映森林土壤粒径分布的变化,因而可作为评价森林土壤生态特征的指标.     

二氧化氯预氧化对藻类絮体形态的影响

针对高含藻高含盐杨埕水库原水藻类特征,采用聚合氯化铝(PAC)、硫酸铝(AS)、聚合硫酸铁(PFS)和氯化铁(FC)4种混凝剂进行混凝除藻试验,用图像法对藻类絮体的分形维数进行测定,分析混凝剂种类及投量、二氧化氯投加量等因素对混凝除藻效果及藻类絮体形态的影响。结果表明,杨埕水库夏季藻类种属相对较为单一,以小型色球藻、微小平裂藻、不整齐蓝纤维藻为优势藻类;4种混凝剂的除藻性能优劣依次为:AS>PAC>PFS>AC。在AS最佳投加量(以Al2SO4计)70 mg/L下,藻类的去除率为85.3%。此时,杨埕水库夏季藻类以藻类絮体分形维数值为1.54,形成的絮体密实且沉降性好。以AS为混凝剂,投加量为70 mg/L下,二氧化氯投加量为0.8 mg/L时助凝效果最好,藻类的去除率比单独投加AS时提高了6.3%,藻类絮体分形维数值为1.71,形成的藻类絮体更加密实。二氧化氯过量投加无益于藻类去除。     

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