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从华北燕辽岩床群到哥伦比亚超大陆巨型裂谷系——燕辽大火成岩省近20年研究回顾与展望

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地质学报 2024年第3期98卷 783-798页

作者：张拴宏赵越裴军令杨振宇胡国辉张琪琪中国地质科学院地质力学研究所北京100081 自然资源部古地磁与古构造重建重点实验室北京100081 东华理工大学地球科学学院江西南昌330013 首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048

近20年的研究工作表明,华北克拉通北部燕辽地区侵入到中元古代沉积地层中的大规模辉绿岩床群构成了一个1.32 Ga的基性大火成岩省。该大火成岩省与华北克拉通西北缘白云鄂博矿区富稀土-铌火成碳酸岩相伴生。大火成岩省、沉积地层对比和... 详细信息

近20年的研究工作表明,华北克拉通北部燕辽地区侵入到中元古代沉积地层中的大规模辉绿岩床群构成了一个1.32 Ga的基性大火成岩省。该大火成岩省与华北克拉通西北缘白云鄂博矿区富稀土-铌火成碳酸岩相伴生。大火成岩省、沉积地层对比和古地磁资料研究结果表明,燕辽大火成岩省与北澳大利亚克拉通代理姆-加里温库大火成岩省是被大陆裂解分割开来的同一个基性大火成岩省的组成部分,显示1.8~1.3 Ga期间华北克拉通北-北东缘与北澳大利亚克拉通北缘在哥伦比亚(奴那)超大陆中长期相邻(连)。全球1.4~1.3 Ga大火成岩省及基性岩浆活动的时空分布及其岩石学、地球化学及同位素组成对比研究显示,这些全球广泛分布的大火成岩省或基性岩浆活动主要形成于裂谷环境。结合1.4 Ga左右哥伦比亚超大陆古地理重建结果,发现在哥伦比亚超大陆中存在沿劳伦(北美+格陵兰)克拉通西缘、西伯利亚克拉通西缘及北缘、波罗地克拉通东南缘、西非克拉通西缘及北缘、亚马逊克拉通西南缘、刚果/圣弗朗西斯科克拉通南缘及东缘、卡拉哈里克拉通东缘、华北克拉通北缘及北澳大利亚克拉通北缘分布,长度>15000 km的巨型裂谷系。该巨型裂谷系由一个主裂谷带和三个分支裂谷组成,其中主裂谷带和位于华北与北澳大利亚克拉通之间的分支裂谷发展成了大洋,并导致了大陆分离;而位于西伯利亚东缘、格陵兰北缘和波罗地东缘的1.38 Ga分支裂谷,以及位于北美北缘和西伯利亚西南缘的1.35~1.32 Ga分支裂谷则为夭折裂谷,未导致大陆裂离。这一巨型裂谷系是哥伦比亚超大陆裂解的重要标志,并可能是其最终裂解的最主要原因。另外,研究结果也显示,虽然全球两个最大规模的火成碳酸岩型稀土矿床,即华北克拉通西北缘的白云鄂博超大型稀土矿床和北美克拉通西缘的Mountain Pass超大型稀土矿床在哥伦比亚超大陆中并不相邻(相连),但却可以通过1.4~1.3 Ga巨型裂谷系相联系起来,显示这一巨型裂谷系控制了白云鄂博和Mountain Pass大型稀土矿床的形成,并具有较好的稀土及金属成矿潜力。未来需要进一步加强燕辽辉绿岩床群侵位机制与岩浆补给系统,岩床侵位过程中温室气体排放量定量估算及其环境效应,哥伦比亚超大陆中1.4~1.3 Ga巨型裂谷系的形成机制、深部动力学背景、环境效应及资源能源潜力等方面的研究。

关键词：基性岩床群大火成岩省超大陆裂解古地理重建哥伦比亚超大陆华北克拉通

面向城市更新的地理空间信息技术研究现状与展望

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地球信息科学学报 2024年第4期26卷 898-914页

作者：林良国赵耀龙柯恩童华南师范大学地理科学学院广东省智慧国土工程技术研究中心广州510631 自然资源部华南热带亚热带自然资源监测重点实验室广州510631 华南师范大学北斗研究院佛山528225

我国城镇化处于后期增速放缓及质量提升阶段,城市增长方式逐步从“增量发展”向“存量提质”过渡,进入城市更新的城镇化新模式。城市更新作为城市国土空间全域范围内持续完善功能、优化空间布局、提升环境品质、激发经济社会活力的空间... 详细信息

我国城镇化处于后期增速放缓及质量提升阶段,城市增长方式逐步从“增量发展”向“存量提质”过渡,进入城市更新的城镇化新模式。城市更新作为城市国土空间全域范围内持续完善功能、优化空间布局、提升环境品质、激发经济社会活力的空间治理活动,地理空间信息正在其中发挥重要的技术和思维支撑作用。本文在“生产空间”、“生活空间”、“生态空间”(简称“三生空间”)视角下,重新审视了城市更新的内涵,指出城市更新本质上是对“三生空间”的统筹优化。基于“城市认知”中的感知、评估和优化等全过程,构建了“三生空间”视角下的城市更新逻辑架构,并基于此架构梳理了地理空间信息技术在“三生空间”中要素感知、效益评估和空间优化方面的应用与研究现状。立足城市更新实际需求,基于现代地理空间信息技术,通过对城市的综合感知、综合评估和综合优化,提出构建涵盖“感知-评估-优化”城市认知全过程的全空间城市更新技术体系,以提高城市适应未来发展的自我调控能力,实现国土空间治理体系和治理能力现代化。

关键词：城市更新地理空间信息三生空间要素感知效益评估空间优化

应用群落生态学方法的发达地区乡村土地覆被格局与动态研究

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地球信息科学学报 2024年第5期26卷 1315-1334页

作者：程东亚张小林李红波陈欣蔚南京师范大学地理科学学院南京210023

以新的视角解析土地覆被变化特征,对深入认识土地覆被具有重要价值。本文以群落生态学相关理论和方法为基础,构建了其在土地覆被/土地利用中的研究框架。基于该研究框架,本文以江苏镇江句容市乡村地区为研究区,解析了研究区2000—2020... 详细信息

以新的视角解析土地覆被变化特征,对深入认识土地覆被具有重要价值。本文以群落生态学相关理论和方法为基础,构建了其在土地覆被/土地利用中的研究框架。基于该研究框架,本文以江苏镇江句容市乡村地区为研究区,解析了研究区2000—2020年土地覆被变化与动态过程。研究结果认为:①土地覆被整体由具体的土地覆被类型组成,可以从边界性、集合性、交互性3个角度认识和理解土地覆被,不同土地覆被类型相互作用可以通过生态位、生态位分化、竞争等角度认识和理解;②研究区土地覆被整体变化来看:2000—2020年等级-多度表现为相似的趋势,期间土地覆被香农-维纳指数上升。1 km×1 km土地覆被空间自相关结果来看:2000—2020年研究区土地覆被丰富度高-高(High-High)类型分布有减少趋势,北部乡村最大优势度低-低(Low-Low)类型分布相对较多,同时北部乡村香农-维纳指数高-高(High-High)类型分布也相对较多;③群落生态学研究方法在未来土地覆被/土地利用研究中的作用:等级-多度可以反映土地覆被/土地利用主导类型,丰富度采用小单元观测可以反映土地覆被/土地利用种类数量空间差异,优势度可以反映某种土地覆被/土地利用类型的地位和作用,香农-维纳指数可以反映土地覆被/土地利用综合多样性和复杂性。本研究结果能为土地覆被/土地利用研究提供一种新的研究范式和思路,也能为发达地区乡村发展提供参考和启示。

关键词：土地覆被群落生态学等级-多度丰富度优势度香农-维纳指数格局动态乡村发达地区

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虚拟地理环境视角下地理元宇宙初探

遥感学报 2024年第5期28卷 1145-1160页

作者：龚建华林珲徐丙立李文航张国永中国科学院空天信息创新研究院北京100094 江西师范大学资源与环境学院南昌330022 陆军装甲兵学院北京100072 中国科学院大学北京100049

详细梳理了元宇宙、数字孪生和虚拟地理环境3个概念的内涵、源初性特征和关联集成发展趋势。提出地理元宇宙概念,依据虚实内容关系与虚实空间平行叠合特点,定义与区分了地理元宇宙的3类数字地理环境,即数字原生的虚拟地理环境、数字孪... 详细信息

详细梳理了元宇宙、数字孪生和虚拟地理环境3个概念的内涵、源初性特征和关联集成发展趋势。提出地理元宇宙概念,依据虚实内容关系与虚实空间平行叠合特点,定义与区分了地理元宇宙的3类数字地理环境,即数字原生的虚拟地理环境、数字孪生的虚拟地理环境以及数实叠合的增强地理环境,并从时间—空间、化身人、空间参考系、在场—不在场等角度探讨了地理元宇宙的基本特性。基于人地关系以及地理元宇宙构建技术需求,建立了“人—物—场—事”映射建模、空间信息基础设施、虚拟地理实验与管理优化的地理元宇宙平台概念架构。面对逐渐展现的虚拟地理空间、化身人社会和虚实复合人地关系系统,提出建立虚拟地理环境工程学,推动地理元宇宙平台的构建和相关理论应用研究。

关键词：遥感地理元宇宙数字孪生虚拟地理环境增强地理环境可计算人地关系虚拟科学

北京市出租车OD流多尺度空间预测深度重力模型及其可解释性研究

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地球信息科学学报 2024年第6期26卷 1390-1406页

作者：李欣然贺日兴姜超靳鑫唐宗棣龙伟邓悦首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 首都师范大学三维数据获取与应用教育部重点实验室北京100048 首都经济贸易大学城市经济与公共管理学院北京100070 城市群系统演化与可持续发展的决策模拟研究北京市重点实验室北京100070

准确预测城市内部OD流对于优化城市交通运行效率、提高资源利用率以及促进城市可持续性发展具有重要作用。现有研究大多基于单一尺度利用地理位置之间大量的历史流量来预测未来的流量,尚未有研究充分探究不同空间尺度下OD流预测可能存... 详细信息

准确预测城市内部OD流对于优化城市交通运行效率、提高资源利用率以及促进城市可持续性发展具有重要作用。现有研究大多基于单一尺度利用地理位置之间大量的历史流量来预测未来的流量,尚未有研究充分探究不同空间尺度下OD流预测可能存在的重要特征或建模精度差异等问题。本研究以北京市出租车轨迹为例,采用深度重力模型(Deep Gravity)对不同空间尺度下的轨迹OD流进行预测。同时,引入SHAP值(SHapley Additive exPlanations)揭示不同尺度下影响OD流预测建模的重要特征。结果表明:①相比于重力模型和辐射模型,街道尺度下深度重力模型的OD流预测精度最高(CPC值高达0.83),且成功捕捉到了北京市早晚高峰时段的OD流网络整体结构,呈现出“环形散射状”特征;②在本研究所选各空间尺度下,对OD流预测精度影响最大的4个特征均为O、D点之间的出行距离,O、D点周围公司企业数量、餐饮服务数量以及购物服务数量;③同一特征对OD流预测模型的局部影响不同于全局,如科教文化和体育休闲类POI在全局尺度下对模型影响较小,但在局部尺度下却表现出极大的影响。

关键词：城市内部流动出租车轨迹数据 OD流预测多尺度深度重力模型可解释深度学习 SHAP可解释性 POI兴趣点

大都市区可持续发展的模式分异与情景模拟——以北京为例

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第5期49卷 844-855页

作者：邓羽王文学王海军中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国科学院大学北京100049 武汉大学资源与环境科学学院湖北武汉430079 武汉大学地理信息系统教育部重点实验室湖北武汉430079

科学判断大都市区可持续发展模式并系统预测其可持续水平变化规律是因地制宜制定发展政策的基础。基于多维度综合指标体系的可持续性评价研究,在彰显大都市区发展差异性、系统性和动态性上存在不足。通过耦合系统动力学模型和共享社会... 详细信息

科学判断大都市区可持续发展模式并系统预测其可持续水平变化规律是因地制宜制定发展政策的基础。基于多维度综合指标体系的可持续性评价研究,在彰显大都市区发展差异性、系统性和动态性上存在不足。通过耦合系统动力学模型和共享社会经济路径,模拟中国北京市16个市辖区2011—2030年可持续发展水平变化趋势,据此凝练大都市区可持续发展模式并对比不同模式下各发展情景优势与不足。结果表明,北京各区在经济、社会与环境方面表现各异,存在协同发展、生态偏向和低位成长3种发展模式;在共享社会经济路径(shared socioeconomic pathway,SSP)1、SSP2(BAU(business-as-usual))、SSP3和SSP5共4种情景中,SSP1是最理想的城市可持续发展情景;为实现由历史轨迹向SSP1情景的转变,各类型区应采取差异化发展策略。协同发展型区域应以社会保障与就业支出为抓手,补齐社会发展短板,提升协调发展质量;生态偏向型区域应降低能源消耗,并增加环保投入,强化生态优势,以积蓄绿色发展势能;低位成长型区域短期内可以维持高国内生产总值增长率,培育综合经济实力,以迈出发展困境,但要兼顾环境下行风险。研究结果反映了城市经济、社会与环境系统之间的复杂反馈关系,提供了一套面向大都市区可持续发展的系统评价与仿真模拟技术框架,将为城市精细化管理提供调控指引与决策依据。

关键词：可持续发展发展模式模拟情景大都市区空间结构北京

新疆汉代羊毛织物染料的飞行时间二次离子质谱表征

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质谱学报 2024年第3期45卷 386-395,I0003页

作者：刘婕陈相龙梁汉东铁偲李展平煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室北京100083 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国社会科学院考古研究所北京100101 清华大学化学系有机光电子与分子工程教育部重点实验室北京100084

汉代女性干尸着鲜艳的红-蓝-浅黄三色羊毛纤维编制的华丽服饰,本研究以织物片段作为研究样本,主要采用飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)法对其染料进行表征。离子成像与高质量分辨数据显示:红色纤维表面产生汞同位素离子(^(202)Hg+和^(19... 详细信息

汉代女性干尸着鲜艳的红-蓝-浅黄三色羊毛纤维编制的华丽服饰,本研究以织物片段作为研究样本,主要采用飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)法对其染料进行表征。离子成像与高质量分辨数据显示:红色纤维表面产生汞同位素离子(^(202)Hg+和^(199)Hg+)、汞-硫离子(HgS^(+),m/z 234)、硫同位素离子(^(32)S−和^(34)S−)等,指示其染料属于天然无机矿物朱砂(HgS);蓝色纤维则出现目标化合物的准分子离子m/z 263([M+H]^(+)),以及合理的碎片离子系列,如m/z 235(C_(15)H_(11)N_(2)O^(+))和m/z 247(C_(16)H_(11)N_(2)O^(+))等,指示其呈色来自经典天然植物有机染料靛蓝(C_(16)H_(10)N_(2)O_(2),分子质量262.0742);浅黄纤维未检出有机染料(如姜黄)或无机染料(如铁黄),其呈色可能是白色羊毛自然老化陈旧所致。本工作表明,擅长微区原位与超高灵敏度检测的TOF-SIMS法既适用于有机染料分析,也适用于无机染料分析,该方法有望在考古和博物馆馆藏相关研究中获得广泛应用。

关键词：染料汉代织物有机无机飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)

双聚合物Cd_(3)(C_(3)N_(3)S_(3))_(2)/Zn_(3)(C_(3)N_(3)S_(3))_(2)S型异质结增强光催化产氢性能

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第3期58卷 157-167页

作者：杨婷婷汪静王中辽张金锋代凯淮北师范大学绿色和精准合成化学及应用教育部重点实验室污染物敏感材料与环境修复安徽省重点实验室安徽省智能计算与应用重点实验室安徽省铝材料工业共性技术研究中心安徽淮北235000

利用光催化剂将太阳能转化为化学能,以应对当今社会所面临的环境污染和能源挑战,是一种极具发展潜力的策略.因此,研发高效光催化剂成为当务之急.在众多光催化剂中,金属硫化物受到广泛关注.其中,CdS因其出色的产氢性能而被视为一种具有... 详细信息

利用光催化剂将太阳能转化为化学能,以应对当今社会所面临的环境污染和能源挑战,是一种极具发展潜力的策略.因此,研发高效光催化剂成为当务之急.在众多光催化剂中,金属硫化物受到广泛关注.其中,CdS因其出色的产氢性能而被视为一种具有前景的光催化剂,并备受关注.然而,CdS易发生光腐蚀,导致S2‒阴离子容易被产生的空穴氧化,从而影响了其光化学稳定性,限制了其应用.为解决上述问题,本课题组尝试用(C_(3)N_(3)S_(3))_(3)‒代替S2‒合成了不易受光腐蚀且相对稳定的聚合物Cd_(3)(C_(3)N_(3)S_(3))_(2)(CdTMT),CdTMT是一种对可见光有良好响应的大分子配位聚合物,在光催化制氢方面表现出较好的催化性能.本文以八面体CdTMT为基底,通过生长棒状Zn_(3)(C_(3)N_(3)S_(3))_(2)(ZnTMT),利用简便的一步原位水热法制备了不同比例的CdTMT/ZnTMT S型异质结光催化剂.通过X射线衍射、扫描电镜以及透射电镜对样品的晶体结构、微观形貌以及组成元素进行了表征,并利用X射线光电子能谱、开尔文探针力显微镜和电子顺磁共振等技术对复合材料的电子传输行为进行了详细分析.结果表明,在黑暗状态下,电子由CdTMT转移到ZnTMT,当光照时电子由ZnTMT转移到CdTMT,证实了CdTMT/ZnTMT S型异质结的成功构建.同时,拉曼光谱证明了三嗪环的存在.此外,考察了纯样品和复合材料的光催化析氢性能.结果表明,在光照下S型CdTMT/ZnTMT异质结的光催化析氢效率相较于单一催化剂ZnTMT与CdTMT有显著提升,最高达到45.24 mmol·g^(‒1)·h^(‒1),分别是ZnTMT和CdTMT的215.43倍和1.76倍.CdTMT/ZnTMT S型异质结的内建电场、能带弯曲和库仑力以及π共轭轨道之间存在协同作用,不仅保留了CdTMT导带上电子与ZnTMT价带上空穴的强氧化还原能力,而且通过重新配置氧化还原活性较低的光生电子和空穴,实现了更高的电子-空穴分离效率,从而增强了复合材料的光催化活性.上述结果与表征和密度泛函理论计算结果一致.鉴于聚合物体系在自然环境中的无序性,研究聚合物的电子传递机制仍具有一定的挑战性.本文通过成功构建双聚合物S型异质结,在显著优化光催化剂性能的同时,也为设计聚合物电子转移机制和优化聚合物光催化剂性能提供了新思路.

关键词： S型异质结光催化析氢电荷转移 ZnTMT CdTMT

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湿地监测背景下的语义虚拟地理环境初探

遥感学报 2024年第5期28卷 1350-1363页

作者：肖昕陈浩徐丙立方朝阳林珲江西师范大学地理与环境学院鄱阳湖湿地与流域研究教育部重点实验室南昌330022 陆军装甲兵学院信息通信系北京100072

作为新一代的地理分析工具,丰富的地理空间大数据为虚拟地理环境的发展带来了前所未有的契机。然而,伴随数据获取的逐渐便捷,虚拟地理环境普遍存在“可视”而“不智”的问题,还远未达到对现实地理环境可计算、可管理、可决策的需求。提... 详细信息

作为新一代的地理分析工具,丰富的地理空间大数据为虚拟地理环境的发展带来了前所未有的契机。然而,伴随数据获取的逐渐便捷,虚拟地理环境普遍存在“可视”而“不智”的问题,还远未达到对现实地理环境可计算、可管理、可决策的需求。提高虚拟地理环境中数据的语义互操作性是解决该问题的关键。本研究首先提出了具有知识驱动、语义协同和结构统一等特点语义虚拟地理环境。然后阐述了语义虚拟地理环境可以利用知识图谱作为现实地理环境的形式表达,通过集成实时的感知数据,以及虚实之间的交互数据信息,形成现实地理环境在虚拟空间的映射。最后本文以湿地监测为例,基于知识图谱构建语义虚拟地理环境,通过湿地监测本体实现多要素、多源异构、多时空尺度的湿地监测数据语义整合,以直观的方式刻画复杂的湿地生态系统。利用关联的监测数据之间构建的丰富语义关系,实现湿地虚拟地理环境的知识化搜索和语义推理,从而为湿地的综合信息化管理决策提供支持。

关键词：遥感虚拟地理环境语义虚拟地理环境知识图谱本体湿地监测