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人工智能时代城市地理学发展的变革与挑战

地理学报 2024年第10期 2425-2441页

作者：杨永春菅煜婷兰州大学资源环境学院兰州大学西部环境教育部重点实验室

人工智能（AI）引发的新一轮技术革命已成为全球各国抢抓的竞争优势，同时也会引发城市地理学的革新。本文回溯了人工智能发展历程，提出了面向人工智能的城市人地系统概念模型，从数据表达、场景应用、空间变革、城市发展等4个方面梳... 详细信息

人工智能（AI）引发的新一轮技术革命已成为全球各国抢抓的竞争优势，同时也会引发城市地理学的革新。本文回溯了人工智能发展历程，提出了面向人工智能的城市人地系统概念模型，从数据表达、场景应用、空间变革、城市发展等4个方面梳理与总结了人工智能介入的城市地理研究，并提出了学科智能化转型面临的困境、情境、探索路径与未来展望。研究发现：(1)面向人工智能的城市人地系统要素交互更加复杂。(2)人工智能成为城市地理研究主要手段的趋势逐渐明显，具有高效率、低成本、学习能力强的数据处理优势，对空间感知与智慧决策也具有重要意义；人工智能引发了空间变革，不仅打造了复杂的虚拟空间，同时重构了社会空间；人工智能助力建设智慧城市并打造城市前沿应用平台。(3)智能化转型下的城市地理研究面临数据与技术困境以及全球与地方变革、科技伦理与人文价值发展等情境，未来可在突破技术壁垒、关注城市空间建设与治理、注重多元智能转向效应研究等3方面探索发展路径，学科亟待全面转型升级。

关键词：人工智能第四次工业革命城市地理学学科变革城市人地系统虚拟空间智慧城市

中国城市本地知识相关性对新兴技术兴起的影响分析——以新能源汽车产业为例

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城市发展研究 2024年第9期31卷 7-12页

作者：赵懋源杨永春兰州大学资源环境学院兰州大学西部环境教育部重点实验室

新兴产业的兴起区位在经济地理学界长期存在争论，在创新驱动战略指导下，探究其区位规律既是重要的学科问题，又对国家精准扶持新兴产业具有指导意义。通过梳理“区域分叉理论”“相关多样化”的观点，构建了知识相关性分析框架，辨析... 详细信息

新兴产业的兴起区位在经济地理学界长期存在争论，在创新驱动战略指导下，探究其区位规律既是重要的学科问题，又对国家精准扶持新兴产业具有指导意义。通过梳理“区域分叉理论”“相关多样化”的观点，构建了知识相关性分析框架，辨析出本地知识相关性是影响新兴产业区位的关键点；以新能源汽车产业为例，结合“相关多样化”假说的观点，引入知识关联密度并采用多元线性回归模型对其具体影响进行测度，结论如下：(1)北京、保定、合肥是未来新能源汽车技术创新的三大知识流动中心，新能源汽车产业兴起的潜力城市在中东部地区形成稳定的网络结构分布。(2)知识关联密度对新兴产业兴起具有稳定且显著的积极作用，且除教育支出外的多数控制变量显著为正；正是由于知识基础的异质性与控制变量的不同作用，导致了既集中于发达城市、又具有一定自由度的空间格局。(3)研究结果表明知识经济时代下，知识基础对创新的锚定效应明显，区域产业分叉出现的概率加大，区位机会窗口较难打开。不同区域需根据本地知识相关性精确引入新兴产业。

关键词：知识空间相关多样化知识关联密度新能源汽车产业中国城市

基于Gaussian Copula-贝叶斯动态模型的桥梁构件时变可靠性分析

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吉林大学学报（工学版） 2024年第2期54卷 485-493页

作者：樊学平周衡刘月飞兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室兰州730030 兰州大学土木工程与力学学院兰州730030

针对桥梁构件的各控制监测点之间存在失效非线性相关性的问题。首先考虑到非线性相关性对桥梁构件可靠性的影响,采用贝叶斯动态模型(BDMs),建立监测数据的动态预测模型;再结合Copula理论建立Gaussian Copula-BDMs,进而计算桥梁构件时变... 详细信息

针对桥梁构件的各控制监测点之间存在失效非线性相关性的问题。首先考虑到非线性相关性对桥梁构件可靠性的影响,采用贝叶斯动态模型(BDMs),建立监测数据的动态预测模型;再结合Copula理论建立Gaussian Copula-BDMs,进而计算桥梁构件时变可靠性,同时与不考虑桥梁构件各控制监测点失效相关性得到的可靠性进行比较分析;最后通过算例验证所建模型与方法的合理性。本研究成果将为多元结构体系的可靠性分析提供参考。

关键词：结构工程相关性贝叶斯动态模型高斯Copula贝叶斯动态模型时变可靠性分析

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基于改进高斯混合粒子滤波新算法的桥梁极值应力动态预测

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吉林大学学报（工学版） 2024年第4期54卷 1038-1044页

作者：樊学平刘月飞兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室兰州730000 兰州大学土木工程与力学学院兰州730000

将极值应力数据视为时间序列,提出了桥梁结构极值应力的改进高斯混合粒子滤波(IGMPF)动态预测新方法。首先,利用桥梁健康监测极值应力数据建立动态非线性模型,将其作为粒子滤波算法的状态方程和监测方程;然后,引入最大期望(EM)算法来估... 详细信息

将极值应力数据视为时间序列,提出了桥梁结构极值应力的改进高斯混合粒子滤波(IGMPF)动态预测新方法。首先,利用桥梁健康监测极值应力数据建立动态非线性模型,将其作为粒子滤波算法的状态方程和监测方程;然后,引入最大期望(EM)算法来估计目标状态的概率分布,并嵌入高斯混合粒子滤波器中,进而利用改进高斯混合粒子滤波算法,结合应力监测数据实现结构极值应力的动态预测;最后,通过在役桥梁监测数据对本文模型和方法的合理性进行验证。结果表明:本文方法预测精度高,可用于工程实际应用中。

关键词：结构工程极值应力动态非线性模型最大期望算法高斯混合粒子滤波器

阿坝盆地黄土记录的青藏高原东部末次冰期环境变化

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海洋地质与第四纪地质 2024年第4期44卷 168-179页

作者：徐雪超刘丽杨胜利问琛李睿张景钊王海燕兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室兰州730000

青藏高原东部广泛分布的风成黄土沉积是记录过去气候变化和大气粉尘活动历史的重要陆地档案,恢复和重建其环境记录可以为深入理解高原环境演化过程和机制提供重要证据。本研究基于石英光释光测年建立了阿坝盆地各莫黄土剖面的年代框架,... 详细信息

青藏高原东部广泛分布的风成黄土沉积是记录过去气候变化和大气粉尘活动历史的重要陆地档案,恢复和重建其环境记录可以为深入理解高原环境演化过程和机制提供重要证据。本研究基于石英光释光测年建立了阿坝盆地各莫黄土剖面的年代框架,并利用多种环境代用指标重建了阿坝黄土记录的青藏高原东部约47 ka以来的环境变化历史。黄土磁化率、色度和碳酸盐记录表明深海氧同位素3阶段(MIS3)中晚期印度夏季风加强,青藏高原环境相对湿润。粒度重建结果记录了4次海因里希(Heinrich)事件和新仙女木(YD)事件,表明青藏高原末次冰期粉尘活动强烈,气候变化具有快速波动的特征。区域记录对比显示,北半球高纬地区气候系统对青藏高原地区快速气候变化有重要影响,大西洋经向翻转环流可能是高原地区粉尘活动和气候变化的主要控制因素。该研究为更好地认识青藏高原末次冰期环境演化过程提供了重要证据。

关键词：黄土光释光测年粒度磁化率末次冰期

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地理学的时代特征、二元论与可持续发展

热带地理 2024年第1期44卷 32-35页

作者：高红山兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室兰州730000

地理学作为一门学科总体上与科学体系的发展亦步亦趋。20世纪自然地理学与人文地理学的分裂曾严重消解了地理学的整体性和统一性,同时专业分化与研究主题的纵深发展造成了学科的空心化。面对21世纪复杂性科学、地球系统科学和新的科学... 详细信息

地理学作为一门学科总体上与科学体系的发展亦步亦趋。20世纪自然地理学与人文地理学的分裂曾严重消解了地理学的整体性和统一性,同时专业分化与研究主题的纵深发展造成了学科的空心化。面对21世纪复杂性科学、地球系统科学和新的科学综合体的到来,在全球化和可持续发展的大背景下,我们应该在大学课堂上让自然与人文再度融合,通过学术语言的规范、学科理论的构建、研究范式的转换,将二元论的影响消融于无形,能以一种整体化、系统性的观念来应对人类的未来和地球的可持续性发展这一艰巨而复杂的任务。

关键词：二元论地理学复杂系统综合研究可持续发展自然地理学人文地理学

颗粒间碰撞对槽道湍流中颗粒聚集效应的影响研究

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力学学报 2024年第2期56卷 365-376页

作者：崔元凯张欢兰州大学湍流−颗粒研究中心兰州730000 兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室兰州730000 兰州大学土木工程与力学学院兰州730000

颗粒两相湍流广泛存在于自然现象和工业流动中,与人们的生活和生产活动息息相关.通常情况下,当颗粒的体积分数小于O(10^(-4))时,颗粒间的碰撞效应被忽略.一些研究发现,在颗粒两相壁湍流中,即使在低体积分数情况下,由于湍泳和倾向性聚集... 详细信息

颗粒两相湍流广泛存在于自然现象和工业流动中,与人们的生活和生产活动息息相关.通常情况下,当颗粒的体积分数小于O(10^(-4))时,颗粒间的碰撞效应被忽略.一些研究发现,在颗粒两相壁湍流中,即使在低体积分数情况下,由于湍泳和倾向性聚集会导致颗粒局部浓度较高,颗粒间的碰撞频繁发生.然而,已有结果大多针对均匀各向同性湍流或采用大涡模拟的研究手段,尚缺少关于颗粒两相槽道湍流的直接数值模拟研究,颗粒间碰撞对颗粒聚集程度和形态影响的定量规律仍不清楚.文章基于欧拉-拉格朗日点颗粒框架,在摩擦雷诺数为Re_(τ)=180的条件下,采用直接数值模拟探讨了有/无颗粒间碰撞时水平槽道湍流中双分散颗粒聚集模式的差异.算例的颗粒平均质量分数为Φm~O(1),因此模型中还考虑了颗粒对流场的反馈作用.研究发现,颗粒间碰撞驱使近壁颗粒向槽道中心迁移,导致颗粒平均浓度的壁法向廓线变得十分平坦,抑制了壁湍流中颗粒的湍泳现象.同时,颗粒间碰撞导致颗粒在与壁面平行的水平薄层内更加均匀地分布.特别是在黏性底层内,各向异性的颗粒条带结构完全消失.这些结果表明,颗粒间碰撞显著抑制了水平槽道湍流中颗粒的湍泳和近壁区的倾向性聚集现象.

关键词：颗粒两相湍流槽道湍流颗粒聚集颗粒间碰撞直接数值模拟

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全球变暖加剧新疆森林火情

第四纪研究 2024年第1期44卷 226-239页

作者：江来安成邦张永汤蕾谈波张文胜卢超张彦臻郑力源兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室甘肃兰州730000

新疆稀缺的森林资源承担着重要的生态服务功能,林火作为森林生态系统中重要的干扰因子,与当前全球变暖关系密切,明确全球变暖对新疆森林火灾的影响及二者关系对于保护新疆森林资源及生态具有重要意义。本研究选取新疆维吾尔自治区1988~2... 详细信息

新疆稀缺的森林资源承担着重要的生态服务功能,林火作为森林生态系统中重要的干扰因子,与当前全球变暖关系密切,明确全球变暖对新疆森林火灾的影响及二者关系对于保护新疆森林资源及生态具有重要意义。本研究选取新疆维吾尔自治区1988~2020年森林火灾数据及气候数据,对二者采用M-K检验、距平分析法、异常度分析法和相关性分析后发现,1988~2020年期间新疆森林覆盖区域气候显著变暖,生长季及夏季气温影响当年森林火灾,而4月降水与6月气温变化对第二年火灾产生重要影响,气候变化改变燃料湿度、堆积量等燃料条件可能为导致这一现象发生的主要原因。这一研究为全球变暖下新疆林火预警提供重要参考。

关键词：森林火灾全球变暖趋势分析滞后效应新疆

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高温碱溶液中混合型缓冲材料膨胀特性研究

岩石力学与工程学报 2024年第S1期43卷 3507-3519页

作者：张虎元季泽周光平童艳梅王婷婷兰州大学土木工程与力学学院甘肃兰州730000 兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室甘肃兰州730000

高放废物地下处置库中,地下水腐蚀衬砌混凝土析出的强碱性溶液,叠加核素衰变释放的辐射热,会影响缓冲材料的膨胀性能。以混合型缓冲材料(70%高庙子膨润土+30%石英砂)为试验对象,孔隙溶液选择蒸馏水和KOH溶液,溶液浓度为0.1,0.3,1.0 mol/... 详细信息

高放废物地下处置库中,地下水腐蚀衬砌混凝土析出的强碱性溶液,叠加核素衰变释放的辐射热,会影响缓冲材料的膨胀性能。以混合型缓冲材料(70%高庙子膨润土+30%石英砂)为试验对象,孔隙溶液选择蒸馏水和KOH溶液,溶液浓度为0.1,0.3,1.0 mol/L。设置试验温度为常温与90℃。测试不同初始干密度试样的膨胀力。试验完成后,对试样开展X射线衍射(XRD)试验,试验结果证实:高温提升了试样膨胀力发展速率与膨胀力值,最终膨胀力值最大增幅为19.3%。KOH溶液作用下缓冲材料膨胀力随时间发展出现衰退现象,是碱溶液危害膨胀性能的典型特征。最终膨胀力值对KOH浓度呈负相关,与初始干密度呈正相关。在90℃1.0 mol/L KOH溶液作用下,试样最终膨胀力值较蒸馏水,衰减程度达到52.3%以上。试样衰减主要与蒙脱石的溶解与阳离子交换有关。最严重的情况下,蒙脱石含量减小为初始的43.2%。

关键词：土力学混合型缓冲材料高庙子膨润土膨胀力温度 KOH溶液