Matlab: 提取多波段文件

Introduction

操作多波段文件，输出其中若干波段，每一波段为单一文件。

File.rar

Math: Moving Average

Introduction

In statistics, a moving average (rolling average or running average) is a calculation to analyze data points by creating series of averages of different subsets of the full data set. It is also called a moving mean (MM) or rolling mean and is a type of finite impulse response filter. Variations include: simple, and cumulative, or weighted forms (described below).

Given a series of numbers and a fixed subset size, the first element of the moving average is obtained by taking the average of the initial fixed subset of the number series. Then the subset is modified by "shifting forward"; that is, excluding the first number of the series and including the next number following the original subset in the series. This creates a new subset of numbers, which is averaged. This process is repeated over the entire data series. The plot line connecting all the (fixed) averages is the moving average. A moving average is a set of numbers, each of which is the average of the corresponding subset of a larger set of datum points. A moving average may also use unequal weights for each datum value in the subset to emphasize particular values in the subset.

已知一组序列和一个确定的子集大小，移动平均的第一个元素来自该序列的初始子集。而后子集继续向前移动，也就是，剔除序列的第一个成员再加入原序列的后一个成员。这就刚刚创建一个新的子集，求平均值。此过程在全序列不断重复至结束。图上与全部平均值关联的线段就是移动平均线。一个移动平均就是一个数值集合，每一元素对应较长数值序列的相应子集的平均值。移动平均可能采用加权计算，来突出特定样点在子集中的重要程度。

A moving average is commonly used with time series data to smooth out short-term fluctuations and highlight longer-term trends or cycles. The threshold between short-term and long-term depends on the application, and the parameters of the moving average will be set accordingly. For example, it is often used in technical analysis of financial data, like stock prices, returns or trading volumes. It is also used in economics to examine gross domestic product, employment or other macroeconomic time series. Mathematically, a moving average is a type of convolution and so it can be viewed as an example of a low-pass filter used in signal processing. When used with non-time series data, a moving average filters higher frequency components without any specific connection to time, although typically some kind of ordering is implied. Viewed simplistically it can be regarded as smoothing the data.

移动平均常应用在时间序列数据，平滑短期的波动并强调长期的趋势（周期）。短期和长期之间的阈值取决于实际情况，此时的移动平均参数须有对应的配置。例如，它常用在金融数据的技术分析，股价……数学上，一个移动平均就是一种卷积类型，所以他可以被视为信号处理的低通滤波器。当应用在非时间序列上，移动平均滤波不附带时间属性的高频率组分，即是该序列顺序有一定潜在意义。简单讲，移动平均是光滑数据的一种方式。

In financial applications a simple moving average (SMA) is the unweighted mean of the previous n data. However, in science and engineering the mean is normally taken from an equal number of data on either side of a central value. This ensures that variations in the mean are aligned with the variations in the data rather than being shifted in time. An example of a simple equally weighted running mean for a n-day sample of closing price is the mean of the previous n days' closing prices. If those prices are p_M, p_M-1, ..., p_M-(n-1) then the formula is

\[SMA = \frac{{{p_M} + {p_{M - 1}} + \cdots + {p_{M - \left( {n - 1} \right)}}}}{n}\]

还有Cumulative moving average，Weighted moving average，Exponential moving average，

时间尺度n确定方法

时间尺度n在不同的应用领域数值应是不同的，可以通过一定的算法估算具体情况下n的大小。移动平均（如简单移动平均等）并不一定有便捷的途径计算n的取值，但中心移动平均可以快速的求算n。所以，不妨利用中心移动平均求算n的途径为其他移动平均（如简单移动平均等）计算n的取值。

第一步，设置多种时间尺度（n=2,3……），原时间序列应用中心移动平均（Centered Moving Average）求得新的时间序列。

第二步，计算不同时间尺度下原时间序列与新输出时间序列的绝对差值代数和（Sum of absolute differences）。

第三步，图形展示不同时间尺度的代数和。曲线上的拐点（Knee Point of the Curve）即是对应于原时间序列的最佳时间尺度n。拐点的二阶导数等于0。

Fig. 1

如Fig. 1所示，(a)是原时间序列，(b)指出n等于9时是绝对差值代数和曲线的拐点，(c)黑线是原时间序列设定n为9时的中心移动平均曲线。

File.rar

References

[1] Moving average, from Wikipedia.

[2] Moving Average, Investopedia.

[3] How to decide window size for a moving average filter?

[4] Knee Point, from MathWorks File Exchange.

Matlab+Arcpy: 批量输出ArcMap图片

Introduction

配置要求tif与mxd同名，代码并行输出PNG图片，Layout View。

Fig. 1

File.rar

MXD匹配M代码.

禁止ArcMap自动拉伸 Go to Customize > ArcMap Options > Raster tab > Raster Layer sub tab and set the default to None.

References

[1] ExportToPNG, ArcGIS.

[2] Turn off automatic stretch when opening raster?.

GIS: Set Display Options

Introduction

为了避免ArcGIS添加栅格图层之后自动拉伸（Stretch），可以在原始MXD文件中配置显示选项。Customize至ArcMap Options，如Fig. 1。

Fig. 1

在ArcMap Options选项中，按照Fig. 2配置。

Fig. 2

如此配置之后，在MXD中添加文件，就不会再出现自动拉伸的现象了。似乎这些配置还不能在Arcpy脚本语言操作，但.NET可能可以操作上面的配置。

References

[1] Setting default raster display options.

Geography: Precision agriculture

Introduction

精准农业（或称卫星种植、定点作物管理）建立在监测、测量和反馈作物田间和内部诸多变化基础上的种植管理概念。在保护资源并提高收益要求下，精准农业的研究目的是为整体种植管理建立决策支持系统。

众多途径中，地植物学方法表现地形属性紧密地与多年的作物生产稳定性/特征相联系。地植物学方法的专长可追溯到地形因素对大田水分的显著作用。

精准农业已经伴随着GPS和GNSS应用而开启。农场主和研究人员已经可以在地图上表现很多的可测量的空间变动（产量，地形/拓扑关系，有机物含量、湿度等）。

精准农业业已开展，比如，它借助于收割机上的GPS估算产量，变动率技术诸如播种机、喷灌机等，以及一系列地能够测量从叶绿素水平至植物水分状态的传感器，多光谱和超光谱的航空和卫星影像，并制作NDVI地图产品。

精准农业概念出现在1980年代早期的美国。1985年，University of Minnesota研究人员在大田布设不同程度的石灰。同时还出现了网格化采样（每公顷固定一个采样点）。直到1980年代末期，这项技术才首次作为肥料和pH纠正的推荐图件。产量传感器的利用自新技术出现即被应用，它结合了GPS接收器。今天，此类系统已经覆盖数百万公顷农田。

在美国中西部，精准农业与可持续农业关联不大，但是那些在农田使用肥料而希望最大化收益的主流农场主比较关心的。依据GPS导航或代表性采样结果，农田肥料可以适用在需要的地方。由于肥料可能会使用在并不需要的地方，而精准农业则将肥料使用在合适的地方，从而优化肥料的利用。

纵观世界，精准农业已经发展非常多样。先进国家是美国、加拿大和澳大利亚。在欧洲，英国是第一个紧跟的国家，紧随其后是法国，当地最早在1997~1998年出现。在拉美，最先进国家是阿根廷，出现在1990年代中期获得了国家农业技术研究所支持。巴西的农业实践在环境保护下发展为高效生产，因而Embrapa建立了巴西精准农业研究网络，研究包括豌豆、玉米、小麦、水稻等。GPS和变化率分布技术有助于定位精准种植管理实践。GPS应用非常广泛，一直应用在精准农业服务，它提供了大田水平的优化地图。精准农业，正如该名称表面文字，意味着一些列精准和正确的投入，如水、肥料、杀虫剂等在正确时间为提高生产力和最大化产出。精准农业管理实践能够显著地增加产量时减少大量的营养和作物投入。由此，农场主因节约简易和肥料成本而获得更多收入。

其次，目标投入的较大规模的收益对环境会产生作用，空间、时间和数量。做好在正确的时间和地点投入恰当的投入有益于作物、土壤和农场主。可持续农业寻找确实的食物不间断供给，生态、经济和社会的限制要求长期的可持续生产。因此，精准农业寻找利用高科技系统是它的追求目标。

References

[1] Precision agriculture, from Wikipedia, the free encyclopedia.

Data: Glob Temperature

Introduction

网站上主要是各类地表温度（LST）数据，下载数据需注册。

Fig. 1

References

[1] Glob Temperature: Data portal.

Matlab: 固定间隔序列

Introduction

按照起始和终点，自动生成固定间隔，指定区间分布的矩阵。

File.rar

Python: pip uninstall

Introduction

卸载功能：pip，它几乎可以卸载任何Module，但有两种例外：如此python setup.py install安装或如此python setup.py develop安装。

卸载过程，运行CMD，输入如Fig.1：

Fig. 1

如果希望避免再次确认卸载，则多添加-y，如下：

Fig. 2

References

[1] pip uninstall.

Geography: An ecological security evaluation method

Abstract

内蒙古草原坐落在全球气候变化的敏感地带。当地是风沙的重要生态屏障，也具有中国能源和矿业资源开发的战略重要性。为了描述资源开采对内蒙古典型草原生态安全的影响，我们基于生态足迹概念发展了消费足迹压力指数和生产足迹压力指数，并且开发了生态足迹贡献指数，它评估资源和产品从输入到输出当地所产生的压力情况。利用这些指数，我们开发了一对生态安全评价模型估算典型草原生态安全水平。我们用模型计算CFPI、PFPI和EFCI。我们发现CFPI和PFPI在大多数地区的全部评价时间均在增长。此外，EFCI总是正数，这说明典型草原生态安全主要受到电力和产品输出过程的影响。我们的结果显示生态安全自2005年开始处于严重风险状态。

Results

生态足迹和生态承载力的变动

全国能源核算因贸易而应该修正，生态足迹核算也是如此，部分来自能源消费的碳足迹应该扣除作为能源且生产输出商品的生态足迹，而输入产品的碳足迹应该加上。然而，研究区的进出口数据因行政区过小而不能获取，因而贸易对生态足迹的作用将干扰消费足迹的消费大小，但我们利用生产和消费足迹比较将能够计算生态足迹净输入或净输出，然后判断生态安全压力是来自资源输出还是过度消费。研究区生产生态足迹和消费生态足迹见于图 2和3，他们在2001到2010年大幅增长。2010年生产足迹是2001年的1.81倍，社会经济发展加速了食品生产和电力生产，尤其是在锡林浩特市；生产足迹的增长相应地加速。锡林浩特市生产足迹增长率高于其他地区，占到2010年全部生产足迹的38.5%。消费足迹比之2001年增长4.51倍，因之区域生活标准的提升。生态承载力变化不大，原因在于草原主要的生产性土地类型是草地，它在评价时段变化不大。

生产足迹在2001~2010年之间高于生态承载力，这两者之间的差距就意味着生产过度消耗了当地自然资源导致了生态过载。2001~2004年消费足迹低于生态承载力，这说明利用的资源和生产的废物是在生态承载力的可承受范围的，当地是比较安全的，并且这里还有潜在的额外发展空间。然而，之后的消费足迹就高于生态承载力，指示典型草原正经历着生态赤字，因为资源需求不能被当地供给（生态承载力）所满足。自从其他地区小规模的输入开始，当地就必须为了满足较高的本地需求而过度利用本地资源。

CFPI、PFPI和EFCI的变化

通过我们成对的生态安全评价模型，我们基于相应的统计数据计算了每个区域的生态承载力和生态足迹，并且用到了CFPI、PFPI和EFCI数值分析四个区域。

我们的结果显示全部研究区在2005~2010年非常危险，2001~2004年是危险的。阿巴嘎旗直到2009年一直是危险，仅2010年达到非常危险……依据消费足迹和生产足迹在不同土地利用类型的变化分析，我们发现风险主要来自以生产足迹为代表的放牧用地，鉴于典型草原覆盖研究区88%的区域，生态承载力变化再0.8~0.84之间，但它远小于生产足迹1.38~1.96；对于消费足迹，风险主要来自碳释放土地，它增长了14.8倍，由于能源消费需求，社会经济发展导致二氧化碳排放。

大部分EFCI数值大于0，除2002~2010年的新林浩特，2008年的西乌珠穆沁旗和整个研究区，2010年的东乌珠穆沁旗。这说明生态安全主要由PFPI决定，由于PFPI增长，生态安全压力由区域外明显地增长已经威胁到当地的生态安全。EFCI在研究区有下降趋势，它表明尽管生态安全的威胁来自于资源的生产，但生态安全的外部压力已经在改变内部压力。锡林浩特市EFCI数值在2001年之后小于0，说明当地的生态安全主要是CFPI决定。当地的消费结构应该调整为增加更多的外部资源输入，并为降低CFPI而减少本地资源的过度消费，以及生态赤字。

References

[1] Li, X.; Tian, M.; Wang, H.; Wang, H.; Yu, J. Development of an ecological security evaluation method based on the ecological footprint and application to a typical steppe region in china. Ecological Indicators 2014, 39, 153-159.

Data: BP Statistical Review

Introduction

Statistical Review of World Energy

Data: GloPEM NPP

Introduction

The GloPEM (Global Production Efficiency Model) data set is available from 1981 to 2000 in ten-day periods or summed annual products. The data set is derived from the Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) images at an 8km resolution from the AVHRR Pathfinder Project. The objective of GloPEM research is to provide a basis for modeling and monitoring terrestrial net primary production and gross primary production at the global scale.

Data Access: ftp://ftp.glcf.umd.edu/glcf/GLOPEM/stow/stow/ft0001/.

Fig. 1

References

[1] AVHRR Global Production Efficiency Model (GloPEM), UoM.

[2] Prince, S. D. and S. J. Goward. 1995. Global primary production: a remote sensing approach, Journal of Biogeography 22 : 316-336.

[3] 刘伟杰. 基于gis和生态足迹方法的东北亚地区生态安全评价. 博士, 中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所), 2012.

Tip: 关闭弹窗程序

Introduction

一个黑框的弹窗让我很烦恼，终于关掉了。

金山毒霸之弹窗定位器，定位弹窗程序的地址和名称。

Fig. 1

Fig. 2定位到弹窗程序的名称后，打开Task Manager，在Processes之下找到弹窗程序，结束它（可能是多个相同名称的程序，都一一结束），弹窗就消失了。

Fig. 2

ArcGIS: Drawing Line

References

[1] ArcGIS Tutorial: Drawing line.

Word2010: 大纲编号列表

Introduction

配置Word文本自动大纲编号列表，此处是一个解决方案。

编号项

论文正文标题需要包含编号，一般会有多级层次。

首先，要在“多级列表”先定义一个适用在当前文档的多级列表样式，如Fig. 1。

Fig. 1

之后，在当前文档中键入多个标题，选中其中一个标题，在多级列表中选择上一步已经定义的样式，并找到对应的“级别”，此时“华北”被定义为一级列表，转变为“第1章 华北”，此时它还不是大纲列表。

选中“华北”，右键“段落”，在大纲级别中选择“1级”，如Fig. 2，这时“第1章 华北”就出现在大纲导航，成为有编号的大纲列表，如Fig. 3。

Fig. 2

Fig. 3

其他第二级、第三级标题配置方法依此类推，配置完成一个标题后（字体、字号），其他同级标题使用格式刷即可。

Fig. 4

次级编号项可能在格式刷之后出现如Fig. 4所示现象，第2章的次级标题仍按照上一章次级编号编列，这时只需找到第2章的第一个次级编号项“辽宁”，选中它的编号“1.4”，右键“设置编号值”，如Fig. 5开始新编号，确定后编号自动调整，如Fig. 6。

Fig. 5

Fig. 6

无编号项

论文中诸如摘要、目录、致谢等内容的标题是不包含编号的，所以他们不能直接划归到“多级列表”，先在文档中输入“摘要”，右键“段落”，在大纲级别中选择“1级”（或者其他级别），再按要求调整字体、字号，启用格式刷使用在其他同种标题，示例如Fig. 7。

Fig. 7

References

[1] Word2007-2010-如何为标题设置大纲等级.

WebSci: 秘境

Introduction

The deep web, invisible web, or hidden web

Fig. 1

Darknet is often confused with the Deep Web (or Deep net). While the Deep web is reference to any site that cannot be accessed through a traditional search engine, the Dark net is then a small and classified portion of the Deep Web that has been intentionally hidden and is inaccessible through standard browsers. Darknet与Deep Web经常混淆，Deep web泛指一切不能被传统搜索引擎发现的网站，Darknet是Deep web的一些部分，它被故意隐藏，普通的浏览器不能访问。

Fig. 2

Most of the web's information is buried far down on sites, and standard search engines do not find it. Traditional search engines cannot see or retrieve content in the deep web. The portion of the web that is indexed by standard search engines is known as the surface web. 大部分网络信息都深藏在网站，标准搜索引擎找不到他们。传统搜索引擎不能看到也不能从deep web获取信息。另一部分网络是可以在标准搜索引擎检索的，他就是surface web。

Safety precautions:

1. Dont trust anyone out there in the deep web.
2. COVER your webcam using tape.
3. Never download any files or software from deep web.
4. If you want some extra protection (or maybe) , type "about:config" in the address bar, scroll down to "Javascript_enabled" and change the value from "true" to "false"
5. Don't use Utorrent or any other torrenting services while surfing on the deep web.

TOR hidden service sites (.onion sites) are only a tiny part of the deep web.TOR隐藏服务站点（.onion站点）也只是deep web微小的一部分。

References

[1] Deep web, from Wikipedia.

[2] What is the deep/dark web and how do you access it, from Quora.

[3] How to Access the Deep Dark Web 2015, Youtube.

[4] The Hidden Internet - Exploring The Deep Web, Youtube.

[5] The Ultimate Guide To The Deep Web.

[6] 儿童色情、毒品交易、私人杀手...揭秘境外隐秘网络背后的暗黑世界.

Geography: 自然资源学

Introduction

通过长期的生产实践与科学研究，人民逐渐认识到自然界的任何成分都不是孤立存在的。它们相互联系、相互作用、相互制约，构成具有一定结构和功能的系统。

生态系统的一些基本理论，特别是它的整体观（holism）、综合观（synthesis）以及结构（组成、空间、时间、营养）、功能、动态与演替等方面的理论，对自然资源的研究有着重要意义。

人类不可能在改变一种自然资源或生态系统中某种成分的同时，又使其周围的环境保持不变。

生态学第一定律即生态反冲原理（first law of ecology，or principle of ecological backlash）人类在自然界中所做的每一件事都会产生一定的后果。

生态学第二定律即生态关联原理（second law of ecology，or principle of chemical interrelatedeness）：自然界的每一件事物都与其他事物相联系，人类的全部活动亦处于这种联系之中。

生态学第三定律即化学上不干扰原则（third law of ecology，or principle of chemical non interference）：人类产生的任何化学物质都不应干扰地球上的自然事物地球化学循环，否则地球上的生命支持系统将不可避免地退化。

References

[1] 蔡运龙. 自然资源学原理（第二版）. 北京: 科学出版社, 2007.

The Four Laws of Ecology

Formulated by physicist and ecologist, Barry Commoner.

1. Everything is connected to everything else. There is one ecosphere for all living organisms and what affects one, affects all.
2. Everything must go somewhere. There is no "waste" in nature and there is no "away" to which things can be thrown.
3. Nature knows best. Humankind has fashioned technology to improve upon nature, but such change in a natural system is, says Commoner, "likely to be detrimental to that system"
4. There is no such thing as a free lunch. Exploitation of nature will inevitably involve the conversion of resources from useful to useless forms.

Barry Commoner. The Closing Circle: Nature, Man, and Technology (1st Edition). New York: Random House Inc., 1971.

The Four Laws of Ecology: The Clearest Explanation of What Ecology Really Means.

Geography: Biogeochemical cycle

Introduction

在地球科学中，一个生物地球化学循环，或称物质周转、物质循环，是一条化学物质在生命（生物圈）或无生命（岩石圈、大气圈和水圈）之间流转的路径。一个循环带来一系列地变化，这种变化将回到起点并可以重复。例如，水一直都在水循环之中。水一直在蒸发、冷凝和降水，又回到了地面。元素（化合物）和其他物质形式经过一种有机物至另一种，从生物圈的一部分经生物地球化学循环转变为另一部分。

词汇“生物地球化学”告诉我们涉及到生物的、地质的和化学的因素。化学营养循环如碳、氧、氮、磷、钙和水等经生物的和物理的世界是已知的生物地球化学循环。实际上，元素在一些循环中是循环再利用的，一些地方（称为储藏地）是元素长时间积累或持有之地（例如水在海洋或湖泊）。

最广为人知和重要的生物地球化学循环诸如：

• 碳循环
• 氮循环
• 氧循环
• 磷循环
• 硫循环
• 水循环
• 岩石循环

许多生物地球化学循环目前作为气候变化而首次研究，并且人类影响力剧烈地改变着速度、强度和这些相对未知循环的平衡。一些最新的地球化学循环包括：

The Mercury Cycle

人为原因的除草剂循环，它可能影响特定的物种。

生物地球化学循环一直围绕着热平衡状态：它是元素在不同物质之间的循环平衡。然而，总体平衡是包含全球范围的物质之间的平衡。 作为描述全球物质运动的生物地球化学循环，这些研究本质上是多种学科。碳循环可能涉及生态学和大气科学。生物化学动态也可能涉及地质和土壤学领域。

The Water Cycle

水循环描述水在大地表面、之上和之下的连续运动。地表的总体水量基本是稳定的，但水区分为主要的储量方式——冰、淡水、咸水和大气水则因一系列气候变量而发生变动。水通过物理过程（蒸发、冷凝、降水、下渗、地表径流和地下潜流）从一种储量形式转变为其他，诸如从河水至海水、或者从海水至大气，在这种条件下，水经历不同的阶段：液态、固态（冰）和气态。

水循环涉及能量交换，它导致温度发生变化。比如，水蒸发时，它从周围带走能量并降低了环境温度。当水冷凝时，它释放能量并加热环境。这些热量转换影响气候。 循环中的蒸发阶段提纯了水，而后再补充到陆地的淡水资源。液态水和冰的流动全球运移矿物质。同时它还通过侵蚀和沉积过程塑造着大地的地理特征。水循环对于地球上大部分生命和生态系统都至关重要。

太阳驱动水循环，加热海洋水分。水蒸发后以水蒸气形式进入大气。冰雪升华直接成为水蒸气。蒸散是水从植被蒸发以及从土壤中散失。水蒸气的分子式是H2O，它的密度小于大气的主要组分氮气和氧气。由于显著的分子量差异，水蒸气以气体形式在自由大气环境因浮力而升高。然而，因海拔升高，大气压力随之下降，温度也有下滑。较低的温度促使水蒸气冷凝形成小水滴，重于空气，排除上升气流支撑如此便形成降水。这些大气中的小水滴达到很高的浓度后就形成可见的云。若水蒸气在近地面附近它会形成雾，原因在于湿润空气和寒冷空气碰撞或者大气压力的突然下跌。气流带动水蒸气在全球移动，云微粒碰撞、变大，作为降水自上层大气降落下来。一些降水形成雪、冰雹或雨夹雪，可以积累形成冰盖或冰川，这种冰冻水可储量千年。大部分水最终回到海洋，或降水回到大地，水流过地表就形成地表径流。一部分高山峡谷的径流进入河流，并且洪流带动水流向海洋。径流和地表水可能在以淡水形式储存在湖泊。并不是全部径流都流向河流，为数不少的水分会下渗至地面之下。一些水会下渗至地下更深，补充含水层，含水层能够长时间的保存水。一些下渗的水靠近大地表层，可以渗出至地表水体补充地表水。一些地表水又通过地表的通路返回地面形成淡水泉。在河谷和洪水冲击平原通常在表面水和地下水之间有连续的水分交换。随时间流逝，水回到海洋，继续进行水循环。

The Carbon Cycle

碳循环次序是CO2在大气、光合、呼吸、燃烧，碳储存在糖、呼吸和燃烧。

碳循环是生物地球化学循环之一，碳在地球生物圈、土壤圈、岩石圈和大气圈中进行交换。伴随氮循环和水循环，碳循环包含一系列关键的保持地球维持生命的事件；它描述生物圈可循环和可再利用的碳的运动，包括碳沉降。碳发现于1776年，当时Charles Wichmann已经观察了3年的循环。

全球碳收支是碳在多种碳库之间或一个特定循环之间（大气圈和生物圈之间）的收入与支出平衡。一个有效容器的碳收支检验可以回答该有效容器的作用是二氧化碳的源还是汇。

The Nitrogen Cycle

氮循环是生物地球化学循环之一，碳被转换为多种化合物形式，并在大气、陆地和海洋生态系统中循环。碳转换可在生物和物理过程中进行。氮循环重要的过程包含固定、氨化、硝化和反硝化。地球大气的主要成分有78%是氮，它就成为了最大的氮库。然而，大气中的氮却不易被生物利用，导致生态系统许多类型的氮缺乏状况。氮循环是生态学家特别关注的领域，它的利用效率直接影响关键生态系统过程的效率，包括主要生产和分解。人类活动如化石燃料燃烧、氮肥料的人工利用、废水中的氮释放已经剧烈地改变了全球氮循环。

当前的氮元素在环境中广泛地存在于许多化合物中，包含有机氮、氨、亚硝酸盐、硝酸盐、氧化亚氮、一氧化氮或无机氮气。有机氮可能在于一个生命体内、腐殖质或有机物分解的中间物质之中。氮循环过程转换一种形式至另一种。这些过程许多需要配合微生物，或者收割能量或者以为生长必须的形式积累氮元素。

The Oxygen Cycle

氧循环是生物地球化学循环之一，主要有三个储量库：大气、生物圈（所有生态系统的全球总和）的全部生物物质和地球的地壳。水圈是不可以进行氧循环的（水混合物可见于地球表面的任何地方），原因在于含氧量低区域的开发。氧循环的主要驱动因子是光合作用，它对于现代大气和生命至关重要。

The Phosphorus Cycle

磷循环是生物地球化学循环之一，它描述磷在岩石圈、水圈和生物圈的运动。不似其他的生物地球化学循环，大气圈并没有对磷运动发挥显著的作用，因为地球上的磷和磷化合物通常在典型的温度和压力之下是固体。磷化物的气态产品只能在特定地区的条件下产生。

在大地上，数千年来磷逐渐地不易被植物所利用，因为它在径流中会缓慢的流失。土壤中低浓度的磷元素减缓植物生长，也减缓土壤微生物生长，这已在许多土壤微生物研究中得到证实。土壤微有机物发挥磷源或磷汇作用。本地的磷转化是化学的、生物的和微生物的：是长期主要的全球循环；然而，地质时期的构造运动是驱动因素。

人类已经通过磷矿物的运输极大改变了全球磷循环，同时食物从农场至城市的运移使得磷元素从一地流失。

The Sulfur Cycle

硫循环是多种过程的集合，它从矿物中提取并转移。这样的生物地球化学循环在地质中很重要，因为它影响到许多矿物质。生物化学循环对生命非常重要，硫是基础元素，是为许多蛋白质和合作因子的基础。

硫循环的步骤：

• 有机硫矿化作用转变为无机形式，例如硫化氢、硫单质、还有硫矿物
• 氧化作用转变硫化氢、硫化物和硫单质为硫酸盐
• 硫酸盐下降为硫化物
• 硫化物协同作用转变为有机化合物（包括含有金属的衍生物）

The Rock Cycle

地质学中岩石循环是一个基本概念，它讲述三种主要岩石类型在地质时间的流变：沉积岩、变质岩、岩浆岩。任一类型岩石都会在失去自身条件均衡的前提下而变化或毁灭。岩浆岩如玄武岩可能因暴露在大气中或大陆撞击而破碎和分解。由于岩石循环、板块构造和水循环的驱动力作用，岩石不再保持均衡，被迫因新环境而变化。

References

[1] Biogeochemical cycle, from Wikipedia.

[2] Water cycle, From Wikipedia.

[3] Carbon cycle, From Wikipedia.

[4] Oxygen cycle, From Wikipedia.

[5] Phosphorus cycle, From Wikipedia.

[6] Sulfur cycle, From Wikipedia.

[7] Rock cycle, From Wikipedia.

Matlab: GIMMS AVHRR NDVI3g V1.0

Introduction

2016年9月底，GIMMS AVHRR NDVI3g推出最新版本V1.0，时间覆盖1981~2015。

数据是NetCDF-4格式文件。代码处理得到某年某月的NDVI全球数值如Fig. 1。

Fig. 1

文件的详细属性请见参考文献[1]。

File.rar.数据代码第二版V2.

V0.0版本处理代码及下载代码.

References

[1] GIMMS NDVI3g已更新到2015年，刘正佳.

[2] Data Download Link.

[3] GIMMS NDVI3g V0版本.

Matlab: MATLAB Drive

Introduction

MATLAB Drive synchronizes your MATLAB files between your computers, MATLAB Mobile, and MATLAB Online. MATLAB Drive Connector is a utility that enables MATLAB Drive on your desktop computer and resides in the notification area.

Key features of MATLAB Drive:

• 5 GB of storage
• Automatic file synchronization between your desktop MATLAB software, MATLAB Mobile, and MATLAB Online
• Simple upload and safe storage of your MATLAB files in the MathWorks cloud, providing immediate access from anywhere
• Notifications alerting you to changes in status of connection and synchronization

Error

运行桌面安装插件时出现错误提示，如Fig. 1，可能是本地防火墙屏蔽了插件所在的服务器，导致连接故障。

Fig. 1

解决方法是将以下两个地址添加在白名单，设置为防火墙例外：

1 2	login.mathworks.com services.mathworks.com

配置Matlab本地与云端同步

主要步骤是在本地指定一个空白目录与云端同步，该目录与云端只要任意一个变化另外一个将马上同步，具体步骤如Fig. 2，注意最初指定的目录一定是空白目录。

Fig. 2

References

[1] MATLAB Drive, File Exchange.

[2] Why do I receive the error "There was a problem downloading the Support Package"?

Matlab: A Practical Guide to Wavelet Analysis

Introduction

围绕C. Torrence and G. Compo (1998)文章示例辨析小波分析过程。

Data

These include the Nino3 sea surface temperature (SST) used as a measure of the amplitude of the El Nino-Southern Oscillation (ENSO). The Nino3 SST index is defined as the seasonal SST averaged over the central Pacific (5°S-5°N, 90°-150°W, Fig. 1). Data for 1871~1996 are from an area average of the U.K. Meteorological Office GISST2.3.

Fig. 1

示例数据如Fig. 2所示。

Fig. 2

Code Interpreter

归一化

1 2	variance = std(sst)^2; sst = (sst - mean(sst))/sqrt(variance) ;

首先，代码将原始数据做归一化处理，归一化并不是必要步骤，这里为方便比较而归一化，公式如下：

\[y = \frac{{x - m}}{s}\]

式中：y是归一化结果；m是x的平均值；s是x的标准差。

小波变换（Wavelet Transform，WT）

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

n = length(sst); % number of anomaly dt = 0.25 ; % sampling rate time = [0:length(sst)-1]*dt + 1871.0 ; % construct time array xlim = [1870,2000]; % plotting range pad = 1; % pad the time series with zeroes (recommended) dj = 0.25; % this will do 4 sub-octaves per octave s0 = 2*dt; % this says start at a scale of 6 months j1 = 7/dj; % this says do 7 powers-of-two with dj sub-octaves each lag1 = 0.72; % lag-1 autocorrelation for red noise background mother = 'Morlet';

参数设定。

File.rar

References

[1] Torrence, C.; Compo, G.P. A practical guide to wavelet analysis. Bull. Amer. Meteorol. Soc. 1998, 79, 61-78.

[2] Wavelet Software for Matlab.

Python+Arcpy: Points To Line

Introduction

Python+Arcpy操作Points（.shp）转换至Polyline（.shp），仔细研读Points To Line (Data Management)说明，参数说明如下：

Input_Features: The point features to be converted into lines.

Output_Feature_Class:The line feature class which will be created from the input points.

以下参数对生成闭合Polyline尤为重要（Optional）

Line_Field: Each feature in the output will be based on unique values in the Line Field.这里指出同一直线的各点应在某一Field下具有相同的数值，见Fig 1红框之内在Line1字段之下数值均为1，表示各点均在同一条Polyline。

Fig. 1

Sort_Field: By default, points used to create each output line feature will be used in the order they are found. If a different order is desired, specify a Sort Field.

Close_Line: Specifies whether output line features should be closed. True or False.

举一个例子，从含有4个point的.shp转换为1条闭合的Polyline（.shp）文件，转换输出如Fig 2。

Fig. 2

File.rar

注意，输入文件需使用绝对路径，起初使用相对路径返回错误指出无此文件。

Matlab: Install an Add-On Manually

Introduction

如果在安装第三方插件时，Matlab出现Fig. 1的情况，说明此时已经不能在该窗口下完成安装过程，可以尝试手动模式安装。

Fig. 1

You can install some add-ons manually. This is helpful if the add-on is not available for installation through the Add-On Explorer. For example, you could create a custom add-on yourself or receive one from someone else.

To install the add-on manually, double click the add-on installation file in the MATLAB Current Folder browser. An installer launches to guide you through the installation process.

Valid installation files include .mltbx files (toolboxes), .mlappinstall files (apps), and .mlpkginstall files (hardware support packages).

以安装MinGW-w64 C/C++ Compiler为例，在网上下载别人已经准备好的文件mingw.mlpkginstall，并放置在当前目录下面，双击该文件开始运行，基本按照提示安装即可，安装过程需要登录用户名（密码），在MathWorks简单注册一个即可，Fig. 2是过程之一，MinGW-w64 compiler 4.9.2安装结束显示Fig. 3。

Fig. 2

Fig. 3

测试MinGW-w64 compiler 4.9.2是否安装成功，在Command Window输入mex –setup返回如Fig. 4所示即表示安装与M兼容的MinGW-w64 compiler 4.9.2成功了。

Fig. 4

References

[1] Get Add-Ons.

[2] MATLAB Support for the MinGW-w64 C/C++ Compiler from TDM-GCC.

[3] Matlab选择mingw编译器.

Data: 全球变化科学研究数据出版系统

Reference

[1] 全球变化科学研究数据出版系统.

Data: 国家综合地球观测数据共享平台

Reference

[1] 国家综合地球观测数据共享平台.

WeChat: 工具箱

Introduction

调整字体大小（对话、公众号）.
怎么用微信发送原图而不是缩略图？
微信长图片可以配置为540*n，n可以任意长.
原来微信“对方正在输入”在这种情况下才显示.

Matlab+GDAL: 空间数据重采样

Introduction

GDAL包含10种以上的空间重采样方法。我们就利用这10种以上的方法进行空间重采样过程。

Procedure

变量med是重采样方法，方便自由切换。重采样参数来自标准文件。如Fig. 1所示，从上至下依次是输出栅格、输入栅格、标准文件。

Fig. 1

File.rar

References

[1] gdalwarp.

Matlab+GDAL: 返回栅格数据属性

Introduction

利用GDAL取得栅格数据的属性，这些属性返回至Matlab以作后用。

这部分代码是以Matlab调用Python函数形式完成，当然，栅格属性还有很多种，从参考文献[1]可以仔细了解，需要哪种属性就在原有的.py代码上稍加修改就可以。

Procedure

以返回栅格数据的空间投影信息为例，返回信息如下：

1

PROJCS["unnamed",GEOGCS["WGS 84",DATUM["WGS_1984",SPHEROID["WGS 84",6378137,298.257223563,AUTHORITY["EPSG","7030"]],AUTHORITY["EPSG","6326"]],PRIMEM["Greenwich",0],UNIT["degree",0.0174532925199433],AUTHORITY["EPSG","4326"]],PROJECTION["Albers_Conic_Equal_Area"],PARAMETER["standard_parallel_1",25],PARAMETER["standard_parallel_2",47],PARAMETER["latitude_of_center",0],PARAMETER["longitude_of_center",105],PARAMETER["false_easting",0],PARAMETER["false_northing",0],UNIT["metre",1,AUTHORITY["EPSG","9001"]]]

File.rar

References

[1] GDALDataset Class Reference.

[2] Extracting Raster Information with GDAL and Python.

CDR: Matlab制图

Introduction

CDR在制作标准数学曲线方面并不容易，它强在编辑功能强大，另一方面，Matlab制作标准的数学曲线却是非常容易、快速，但M本身编辑功能比较繁琐，那么M制作的曲线可以直接导入CDR编辑吗？强强联合，答案是可以的。

Procedure

首先，在M中制作好所需要的曲线，这里以正弦曲线为例。制作的图形用export_fig函数以eps文件输出，参考下面代码，输出图片名称是：sinewave.eps。

1	export_fig sinewave -eps

注意：图片的制作环节可能设置背景透明的效果更佳。

第二步，在CDR中导入sinewave.eps，注意导入过程选择如Fig. 1所示。

Fig. 1

导入之后，图形出现在CDR的编辑区，如Fig. 2所示该图形是透明的，之后就可以按照自己的要求尽情编辑了。

Fig. 2

File.rar.

Tool: 人民网地方领导留言板

Introduction

人民网地方领导留言板已经建立超过10年，这里或许也是一条维护权益的途径。

在这里比较一下北京和天津的留言回复情况，截图在2016年9月25日。

先来看看首都的情况（见Fig. 1），书记、市长的回复都是0条，最高回复数量出现在西城区，是个2。我想普通人看到这样的场面，一般就不再抱有希望了。

Fig. 1

再来看看有地方文件加持的天津版（见Fig. 2），滨海新区留言回复比例96.06%，看起来还可以。

Fig. 2

References

[1] 想找家乡主官反映问题？来这儿留言.

[2] 关于人民网等网上留言办理工作的规定.

Office: Word2010制表符

Introduction

举例说明文档中公式编号的设置过程。

Procedure

这个编号位置应当在文档中以制表符配置，按照参考文献[1]方法配置好所在段落的制表符后，单击Tab键，鼠标跳转至先前配置的制表符位置，简单插入序号（1），如Fig. 1所示，看起来编号与公式不在同一水平线上。

Fig. 1

改进方法：先在公式插入位置任意键入中文字符（如“中国”），而后在中文字符之前插入公式，此时中文字符与公式能够保持水平对齐状态，再配置制表符位置，插入编号（1），如Fig. 2所示，如此之后编号就与公式保持水平对齐了，最后删除早先插入的任意中文字符。

Fig. 2

References

[1] 在Word2010中设置制表位选项.

Tool: 微信接收文件

Introduction

微信接收文件是一个经常纠结的问题，今天就在这里开贴记录它的基本过程，备忘。

Procedure

如Fig. 1所示，按照从左至右的顺序，已知XX况.docx已经在微信中发送，长按该文件后突出显示（周围黯淡）Forward等，选择Favorite，而后出现提示Added，表示该文件已经添加至Favorite列表之中。

Fig. 1

登录微信网页版。

电话微信转至Favorites列表，找到文件—XX况.docx，长按该文件后突出显示Forward等，选择Forward，在列表中选择自己的头像发给自己。

Fig. 2

再转回微信网页版，见Fig. 3，XX况.docx已经出现在自己对话页面，单击Download下载至本地，结束。

Fig. 3

或者，还可以在保持微信网页版登录状态下，通过File Transfer将Favorites列表中的文件发送至微信网页版，同样在微信网页版File Transfer对话页面单击Download下载至本地，基本过程参考Fig. 4。

Fig. 4

Tool: 关闭微信危险功能

打开微信，依次点击【我】—【设置】—【通用】—【功能】，选择【附近的人】，点击进去后点击关闭【清除我的位置信息】和【停用】。

点击【我】—【设置】—【隐私】，拉至页面最下方，找到【允许陌生人查看十张照片】功能，滑动关闭它。

References

[1] 微信最危险的功能，你关了吗？

SmartPhone: RootExplore

Introduction

获得小米手机（Beta版）的Root授权。

RootExpore操作电话中的任意文件。

参考文献

[1] RootExplore下载地址.

SmartPhone: 小米手机安全措施

Introduction

手机丢失或被盗之后，如何确定手机及其数据安全？

【前提】小米手机须在手机登录自己的账号且不退出，这种状态下才可以远程联系操作安全措施。

Fig. 1

1.网页登录“我的小米云”，从首页找到“查找设备”，进入之。

2.见Fig. 1下方，查找设备的主要功能：

定位：标定设备的具体位置，但只能显示大致范围，伴有数百米不等的可能区域；

发声：通过短信传递指令，手机发声，解除方法是解锁手机才能终止发声；

锁定：通过短信传递指令，手机收到指令后立即进入锁机状态，不能进行任何的操作！只能通过重启的办法再次进入手机！重启之后的手机有一个密码输入框，输入正确密码才能解除锁定。如Fig. 2，在网页配置锁机密码。

Fig. 2

擦除：通过短信（网络）传递指令，收到指令后，电话内的照片、联系人信息、短信、通信记录、便签，及WLAN设置、APP列表等设置信息就会被删除，不过基于小米云的设置，小米云端应该都有这些数据的备份。

Note

以上这些小米功能均以SIM卡为依托，若手机不能接受网络和短信或SIM卡被拔出，这些功能就都是无效的，所以，当手机出现状况时，为防止人为的恶意，与时间赛跑或许是减少损失的最优方案。

参考文献

[1] 如何远程锁定小米手机.

[2] 关于小米云擦除手机数据的疑问.

Matlab: Plotly for MATLAB

Installation

Getting Started with Plotly for MATLAB.

MIUI：Call Records

配置通话录音

参考经验“小米通话自动录音设置”，但我的电话与经验所列步骤略有不同，这里简单记录。 我的电话配置路线，首先是首页Settings，再转至Call settings，后面的手动配置与经验相同。

Fig. 1

通话录音提取

我这里设置记录所有通话过程，任意一段通话结束后都有录音结束的提醒。提取一段录音的过程：找到Tools下的Recorder，依次按照Fig. 2从左至右顺序找到这段通话录音。

Fig. 2

Fig. 2最右图，按住这一段录音，大约2秒，直至出现Fig. 3最左侧图形，依照Fig. 3从左至右顺序以邮件附件形式将该段录音转发至各地。

Fig. 3

或使用小米云下载录音，见Fig. 4。

Fig. 4