试论元胞自动机模型与LUCC时空模拟

对土地利用变化过程的模拟和预测,需要地理信息系统(GIS)等相关技术的支撑。但目前GIS不能完整地表达地理实体的时态信息和时空关系,缺乏时空分析和动态模拟的能力。元胞自动机(Cellular Automata,简称CA)是一种自下而上的动态模拟建模框架,具有模拟地理复杂系统时空演化过程的能力。本文从元胞自动机的原理和特征入手,介绍了CA模型的构造方法,对CA模型应用于土地利用变化过程的动态模拟及预测的可操作性进行了探讨,并分析了其应用现状,存在的问题及前景。     

WEPP和GIS—GRASS在小流域中的应用

地理信息系统(GIS)与水蚀预测模型(WEPP)结合具有很多优势。地理资源分析支持系统(GRASS)可以为WEPP提供所必需的参数。将模型预测的暴雨径流与实测的暴雨径流进行比较,结果表明GRASS—GIS在为复杂的WEPP提供参数方面是一个有力的工具。结果还表明,利用GRASS—GIS图可以确认流域结构和典型山坡,从而提高模型预测暴雨径流的能力。     

基于CA模型的土壤盐渍化时空演变模拟与预测

土壤盐渍化是干旱半干旱区土地退化的主要形式之一，其发生发展是一个复杂的非线性动力学过程。该文通过对吉林省长岭县土壤盐渍化成因及特征分析，确定土壤盐渍化影响因子及动态机制，并利用地理元胞自动机对复杂系统时空动态演化过程具有较强的计算及模拟能力特点，在GIS与RS支持下，建立土壤盐渍化CA动态模型，即土壤盐渍化地理元胞自动机模型(GeoCA-Salinization)，并结合相关属性数据和空间数据，模拟长岭县土壤盐渍化发生发展的时空动态规律，并对今后的可能发展做出预测。结果表明：基于GeoCA-Salinization模型对长岭县土壤盐渍化时空演变进行的模拟与实际情况基本吻合，同时基于该模型的土壤盐渍化时空演变预测符合当前的发展态势。与其他方法相比，该方法能更好地实现任意有效离散时间距与瞬时动态可视化表达的结合，是土壤盐渍化时空演变模拟与预测较为有效的方法。     

元胞自动机在模拟土壤侵蚀时空演化过程中的应用

土壤侵蚀作为一个全球性的环境问题已经越来越受到人们的广泛关注。动态模拟和预测土壤侵蚀的发育及演化过程具有十分重要的意义。元胞自动机（Cellular Automata简称CA）是一种“自下而上”的动态模拟建模框架，具有模拟地理复杂系统时空演化过程的能力。从元胞自动机的概念和原理入手，介绍了CA模型的特征及其在土壤侵蚀学科中的应用情况和存在问题，对CA模型应用于土壤侵蚀过程的模拟、预测的可行性和可操作性进行了探讨。     

基于GIS与神经网络的黄土丘陵区土壤水分模型研究

土壤水分不足是黄土高原丘陵区植被建设的主要限制因子,土壤水分的空间分布受外界气象因子、土地利用与复杂地形等的影响,关系比较复杂。本研究利用黄土丘陵区纸坊沟流域的土壤水分试验资料,建立了基于GIS的BP神经网络模型,模型中同时考虑了多个因子对土壤水分空间分布的影响,利用实测资料对网络进行训练后对整个流域进行了预测,预测结果与实际情况较为一致,表明应用GIS与BP神经网络研究区域复杂地形下的土壤水分分布规律是可行的。     

不同空间尺度下的土壤侵蚀元胞自动机建模评述

土壤侵蚀系统是一个典型的非线性动力系统,系统内部的侵蚀发育演化过程十分复杂,为了对该过程进行精确的模拟和预测,需要发展有效的技术和方法.元胞自动机( cellular automata,CA)是一种具有时空特征的离散动力学模型,采用“自下而上”的构模方式,对于模拟和分析具有空间特征的土壤侵蚀系统具有先天优势.由于空间尺度变化所引起的土壤侵蚀因子对侵蚀产沙过程的影响不同,CA模型在坡面尺度下主要针对细沟侵蚀和土壤颗粒的变化,在小流域尺度下涉及到更多的元胞状态和更加完整的侵蚀过程,在大区域尺度下重点研究气候和地貌之间的相互作用.不同空间尺度建立的CA模型没有确定的转换规则,模型通用性较低,今后需要在三维可视化、智能化等方面深入研究CA模型在土壤侵蚀领域的应用.     

基于神经网络的元胞自动机支持下的干旱区LUCC模拟研究——以新疆于田绿洲为例

元胞自动机已被广泛应用于城市发展变化的模拟研究中，但多数应用局限于两类土地利用类型的转变。借助神经网络中的BP算法，以遥感和GIS技术为依托，在对TM影像分类的基础上，应用GIS技术提取一系列LUCC空间影响因子，建立了模拟土地单元转变概率的BP神经网络模型。并以模拟的概率值代替CA模型的若干规则，对于田绿洲LUCC做了动态模拟。结果显示，该方法在干旱区复杂土地利用动态变化模拟中具有一定精度，能够对土地资源的可持续利用规划提供有用信息。     

基于元胞自动机的小流域侵蚀产沙模型研究

动态模拟和预测土壤侵蚀的发育及演化过程具有十分重要的意义.传统土壤侵蚀模型从本质上来说是一种稳态模型,缺乏对土壤侵蚀发生、发展及演化过程的动态模拟能力.元胞自动机(cellular automata,简称CA)是一种"自下而上"的动态模拟建模框架,具有模拟复杂地理系统时空演化过程的能力.利用元胞自动机理论和方法,提出了将CA应用于土壤侵蚀过程模拟的基本思想.以黄土高原丘陵沟壑区小流域为例,构建了基于元胞自动机的小流域侵蚀产沙过程模型.     

基于GIS的土壤侵蚀预测与评价研究进展

地理信息系统(GIS)以其在数据管理、空间分析及结果可视化等方面的优势,被广泛应用于不同空间尺度土壤侵蚀预测与评价。分别对GIS在小流域和区域尺度的土壤侵蚀预测与评价研究进行了评述,在土壤侵蚀预测与评价中,应建立一体化的GIS土壤侵蚀定量模型,并加强GIS在土壤侵蚀多空间尺度转换研究中的应用。     

小流域非点源污染负荷流失特征监测研究——以广东省珠海正坑小流域为例

以GIS为技术支持,完成了以元胞自动机(CA)为模型的基于土地利用变化的土壤侵蚀空间演化分析。通过对土地利用规划前和规划后不同利用模式制约下侵蚀发展状况的模拟,预测了不同利用模式中各地块单元土壤侵蚀的发展方向,为评价土地利用合理程度提供了理论依据。     

安阳市水保工程建管方式及存在的问题与建议

安阳市近10年来建成的水土保持工程的主要建设管理方式可分为3种,即:乡村组织治理,完成后分配给农户分散经营;乡村组织治理,由村成立专业队代表村集体管理;把小流域或荒山承包给个体或私人经济组织,由其自行治理和经营管护。3种建管方式中以后者为最优,其经济效益是分散经营管理的5倍、专业队经营管理的3.5倍。针对水保工程建设管理中存在的问题和适应农村税费改革等要求,提出了加快安阳市水保生态建设的建议。     

我国滑坡、崩塌的区域特征、成因分析及其防御

论述了我国滑坡、崩塌的区域分布特征,滑坡和崩塌的危害程度,滑坡和崩塌类型和成因分析,并且提出了灾害的防御措施,以期达到环境保护成为社会发展过程中的一个重要组成部分。     

硒、钴单施和配施对苜蓿生长及产量的效应研究

为探讨硒、钴在提高苜蓿生长影响,在河南省沿黄滩区,开展了硒、钴单施和配施下对紫花苜蓿生长以及产量和品质影响研究。结果表明,硒、钴单施和配合基施均能够显著提高苜蓿从现蕾到开花期的净光合能力,降低呼吸消耗,提高单位叶面积干物质的生产速率,有利于苜蓿花前青干草生产和果实发育;其中,以硒570 g/hm2、钴762g/hm2配施下效果显著,青干草增产8.06%,种子千粒重可提高12.85%。单施钴和硒钴配施还能促进0—20 cm耕层苜蓿根瘤菌的生长和积累,增强苜蓿的固氮能力。说明硒钴合理基施对苜蓿青干草和优质种子生产具有很好的应用效果。     

Hydroxy-Al complexes of montmorillonite and vermiculite and identification of intergrades of montmorillonite-chlorite and vermiculite-chlorite in soils

Much evidence has indicated that the occurrence of montmorillonite and vermiculite containing Al-interlayers is very common in solis, particularly acid soils. Viewed in the light of soil clay minerology, it would be required to investigate the properties of their original minerals. For the latter purpose, the Al-interlayer has been removed prior to the Mg-glycerol,K-saturation and heating tests for identification of montmorillonite and vermiculite. Its removal has been accomplished in sevsral ways; KOH plus KCl (1), NH₄F, KCl plus HCl (2), Na-citrate (3),400C de hydroxylation-NaOH (4) dissolution. Although these methods are effective for the removal of Al-interlayers, they seem drastically to affect the minerals or are time-consuming. Inthe course of the study of hydroxy-Al interlaid complexes of expanding 2:1 layer lattice clay minerals, the authors have noticed the difference between the (001) spacings of hydroxy-Al complexes of montmorillonite and vermiculite; the former exhibited the 20 A basal spacing at room temperature against the 14 A spacing of the latter. This difference might be useful for differentiating montnmorillonite-chlorite intergrades in soils.     

濂溪区水土保持区划与防治布局研究

水土保持区划可为区域水土保持规划与宏观管理、水土保持生态文明建设提供重要的参考。在《江西省水土保持区划及防治布局研究》确立的原则与方法的基础上,根据全国、全省和九江市水土保持区划划分方法,分析濂溪区各乡镇地形地貌、水土流失特点、水土流失防治及经济社会发展等的区域差异,将全区划分为城市人居环境维护区、平原农田防护水质维护区、丘陵保土生态维护区3个五级区,同时基于水土保持功能,提出了各分区的详细水土流失防治布局,为濂溪区及其他区域的水土保持规划与宏观决策,加快推进各地生态文明建设提供重要的参考和借鉴。     

生产建设项目水土保持“天地一体化”监管存在问题及建议

根据"天地一体化"技术在生产建设项目水土保持监管中的应用情况,对"天地一体化"技术在水土保持信息化应用中存在的防治责任范围图件不规范、合规性鉴定困难、未批先建等问题进行了归纳总结,并提出相应的建议,以期能为"天地一体化"水土保持监管工作逐步走向成熟提供参考,全面提升水土保持信息化建设水平,加快推进水土保持监管信息化进程。     

开发建设项目水土保持设施竣工验收程序和方法

开发建设项目水土保持设施的竣工验收 ,要严格遵循水利部《开发建设项目水土保持设施验收管理办法》 ,坚持验收合格的 4条标准 ,由具备资质的机构进行验收前的技术评估 ,验收程序和方法要符合国家验收规程的规定与要求     

河道堤防滩地的水土流失及其防治

平原地区河道堤防滩地的水土流失,直接淤积河床,影响行洪安全。堤防滩地的水土流失是自然因素和人为因素共同作用的结果,以新修堤防的水土流失最为严重,对其防治须实行工程措施、植物措施和人为预防相结合。     

水土保持监督执法的实践与认识

论述了监督执法的重要性，针对目前存在的问题提出了对策措施。     

大通县水土保持预防监督的做法与成效

近几年来,大通县通过加强水土保持监督执法队伍建设、加强水土保持法律法规宣传、加大执法力度、强化水土保持方案审批管理、完善水土保持预防监督管理体系等措施的实施,实现了全县水土保持预防监督工作从小到大、从探索到完善的跨越,取得了很好的成效。