Horizontal Normal Force on Buried Rigid Pipelines in Fluctuant Liquefied Silty Soil

The submarine pipelines that are buried in the Yellow River subaqueous delta can be subject to fluctuant local-liquefied soil caused by storm wave action, possibly causing pipeline damage. An experimental investigation was carried out in a wave flume to study the horizontal normal force on buried rigid pipelines in fluctuant liquefied soil. In this experiment, the soil bed was made of silt from the Yellow River Delta, whereas a steel pipe served as pipeline. Under the experimental conditions, the normal force range on the pipeline in fluctuant liquefied soil was several times higher than that in stable soil, specifically on the side of the pipeline exposed to the wave direction. The resultant force of the horizontal normal forces on the buried pipeline grew by about one order of magnitude after soil liquefaction.     

结合影像分区与尺度估计的耕地提取方法研究

尺度效应的存在使得不同地物的空间及属性尺度存在差异,不存在适合于影像中所有地物的唯一尺度。但通过影像分区,然后针对不同区域设置最优分割参数,可以有效地提高影像整体的分割精度。耕地地块分割中,对分割边界的要求较高,需要保证地块边界清晰连续,鉴于此,本文提出了一种结合影像分区及尺度估计的耕地地块提取方法。本文利用不同地物的温度反演影像来实现区域划分,根据温度数据将影像划分为不同地物类型、作物类型或作物长势不同的多个区域。接下来,分别对不同的区域影像进行分割,由于不同类型地物的固有空间空间尺度不同,所以不同区域影像的最佳分割参数也随之不同。空间统计的平均局部方差法可以用来预估各区域影像的分割参数,与分割参数优选的方法相比,该方法可快速准确定位,且效率较高。因此本文利用该方法进行参数估计,采用边缘约束分水岭分割算法进行耕地地块分割。此外,本文对现有影像分割评价指标进行了改进。实验结果显示,本文提出的耕地地块提取方法可针对影像的不同区域,快速准确地设置分割参数,且与其他分割方法相比,地块边界更清晰连续、多边界问题得到了极大改善。     

基于改进线性光谱分离模型的植被覆盖度反演

线性光谱分离技术可以有效地提取像元水平上植被或其他端元(影像中的地物)的相对百分比,但是目前该技术在多光谱宽波段影像数据应用中,由于波段数量、波段宽度等的限制,估算精度离定量研究的水平仍有一定差距。鉴于此,本文提出了一种改进的线性光谱分离方法,该方法在对影像进行土地覆盖分类基础上进行分离,一方面同类土地覆盖类型内同种地物的光谱变异相对较小,更有利于端元选取;另一方面,分影像的地物种类数量明显少于整幅影像,更容易满足模型的适用条件,从而突破了波段数量限制,同时使地物光谱分离更具针对性,经过验证,该方法较传统分离方法相比植被覆盖度的反演精度可提高6.4%,用该方法实现了研究区的植被覆盖度的定量反演并对研究区植被覆盖度的空间结构进行了分析。     

重磁线性反演的正则化方法

重磁线性反演最后都要归结于解数据方程。由于重磁数据方程是奇异方程,通常大多数解方程组的方法都失效。因此,本文采用了正则化方法,通过模型试验,证明了该方法具有解奇异方程和压制高频干扰的功能。为了保证反演结果的可靠,本文提出了一套比较可行的处理资料过程。最后,反演计算了山西太原盆地的莫霍面和居里等温而,其结果与已有的地质、地球物理资料相吻合。     

Nonlinear contact between pipeline’s outer wall and slip-on buckle arrestor’s inner wall during buckling process

In order to theoretically study the buckle propagation of subsea pipelines with slip-on buckle arrestors, a two-dimensional ring model was set up to represent the pipeline and a nonlinear spring model was adopted to simulate the contact between pipeline’s inner walls and between pipeline’s outer wall and slip-on buckle arrestor’s inner wall during buckle propagation. In addition, some reverse springs are added to prevent the wall of left and right sides separating from the inner wall of slip-on buckle arrestors. Considering large deformation kinematics relations and the elastic-plastic constitutive relation of material, balance equations were established with the principle of virtual work. The variation of external pressure with respect to the cross-sectional area of pipelines was analyzed, and the lower bound of the crossover pressure of slip-on buckle arrestors was calculated based on Maxwell’s energy balance method. By comparing the theoretical results with experiment and finite element numerical simulation, the theoretical method is proved to be correct and reliable.     

基于归一化磁源强度的聚焦反演方法

针对剩磁条件下铁磁物质反演中存在的问题,提出基于归一化磁源强度的聚焦反演方法。首先,利用归一化磁源强度作为实测数据对磁性目标进行反演,减弱剩余磁化对反演结果的影响;然后,利用深度加权矩阵和最小支撑矩阵对经典Tikhonov正则化理论框架下的反演模型进行约束得到目标函数,并有效解决了核函数随深度增大而快速衰减的问题;最后,通过对目标函数进行迭代奇异值分解获得最佳物性参数,并根据Morozov偏差原则自适应地确定目标函数在迭代过程中的正则化参数,提高了迭代速度和求解精度。     

沿山脊走向长输油气管道强震动力响应特征

沿山脊走向的长输油气管道在我国西部山区常有分布,强震作用下其动力响应直接关系到管道的安全运营,实际管道工程建设中亟需相关研究结果提供指导。依托云南玉溪龙马槽村段此类输油管道工程,考虑山坡的工程地质特征,对管道与坡体进行整体三维数值建模,采用有限差分方法FLAC3D进行数值模拟,基于汶川地震波,计算得到了水平地震加速度峰值、震后等典型时刻的管道位移、轴力、剪力和弯矩及坡体稳定性等地震动力响应特征。结果表明,管道内力最大值出现于震后时刻,地震作用使管道轴力达到较高水平,而剪力与弯矩值的量级仅占最大轴力的约1%;竖向地震波对管道内力影响较小,管道受力的不利部位出现在其与断层交界附近。地震过程中管道水平方向存在较多的弹性变形,竖向则存在较多的塑性变形,管道累计变形是影响其内力的主要因素,管道内力最大值出现于震后时刻。      

用U曲线法确定地震同震滑动分布反演正则化参数

针对地震滑动分布反演中正则化参数选取问题，提出利用U曲线法确定地震滑动分布反演正则化参数。利用U曲线法、L曲线法设计模拟实验，并将两种方法应用到芦山实际震例反演中。模拟实验以及芦山实际震例反演结果表明，利用U曲线法确定正则化参数反演地震滑动分布结果与L曲线法相比具有反演精度高、无需依赖数据拟合精度等优势。     

Dual-parameter shaping regularized full waveform inversion in frequency domain

The regularization contributes to the resolution and stability in geophysical inversion. The authors apply dual-parameter shaping regularization to full waveform inversion,aiming at two points:( 1) improving the boundary resolution,and( 2) increasing convergence. Firstly,the forward modeling is done,and the inversion is processed with the optimal solution. Compared with classical Tikhonov regularization scheme,the method reflects better resolution and stronger convergence. Then,Marmousi model is experimented and inversed,and the deep structure has a sharper outline. The phase residual comparison illustrates weaker cycle-slipping. And a choice scheme of parameter is applied in FWI.     

一种以CCD拼接结构的航空相机智能调焦方法

 航空相机在执行对地观测任务时, 需要精确地调焦控制系统实时调整镜头焦距以获得清晰的图像。本文以航空成像运行模式下的CCD拼接结构的特点,提出了一种智能的航空相机小波调焦方法。将图像处理的清晰度评价方法引入航空相机调焦系统,并考虑人类视觉系统(HVS)的特点设置权值,使评价效果更符合人类的主观感受。本文分析了小波基函数的性质,通过比较得出了采用symlet2小波进行三层分解构造的清晰度评价函数,对不同细节丰富程度的图像具有适应性,得到了灵敏度鲁棒性好的评价函数。并选取细节丰富的区域作为评价函数,详细地介绍了结合航空成像设备CCD拼接结构的特点,进行智能调焦的实现原理及方法。理论分析及仿真试验证实了该算法的可行性及有效性。相比传统评价方法具有较高的灵敏度,小波调焦方法的效率能够满足航空相机实时调焦的需求。     

Analysis of bathymetric features using sar image: An example from the southern North Sea

IareODUcnONRadarenerydoesnotpodteintowaterbutisrefl~andscabobytheWht-ersurface.ItisknownguboorandBrunsveklvanHultan,l978,Detoor,l98l)thatundersuitablecondihons(ie.mederatewindandstIDngtidaled)thebottomtopogra-phyofshallowewisvisiblebyirnagingradars.SinretheSuntlaunchinl978,theex-pebota1andtheoreticalaspndofb0ttomtopographyrnappingbyradartheginghasaroedconsiderableinteast.Sevetalthe0riespropotalt0generallydescribetheirnagingIneChanism(Vogehangl989)asinvolving;l.variationsinthesurfacentvel…     

综合多层优选尺度的高分辨率影像分割

采用面向对象方法处理高空间分辨率遥感影像时,影像分割质量对后续影像的信息提取结果影响很大。本文主要针对高分辨率影像分割中地物多尺度的问题,提出了一种基于多层优选尺度的高分辨率影像分割算法。该算法首先采用一系列规律变化的尺度对高分辨率影像进行多尺度分割,然后通过单分割层全局标准差的变化与尺度的关系确定一组最优分割尺度。在此基础上,通过各优选分割层之间的包含关系,局部建立多层次对象树,从整体上形成影像森林;通过局部同质性异质性综合评价指数的比较及父层光谱特征的限制来选取多层次对象树中的优势对象,从而获得最终的高分辨率影像分割结果。最后,本文分别采用了Geoeye和ZY3多光谱影像进行了2组分割实验,结果表明本文算法能有效地提高正常分割影像对象的比例。     

一种改进的图像视觉显著性检测算法

视觉显著性检测在图像分割中起着重要作用。提出一种新的检测算法,首先将图像划分成不相交的超像素集合,并以其作为结点构建闭环图;然后利用背景先验知识与流形排名方法计算图中结点的显著度,得到视觉显著图;再使用Sigmoid函数对视觉显著图进行非线性校正,抑制背景结点的显著度和增强目标结点的显著度。不同算法的对比实验表明,新算法具有更好的检测性能,更易于区分背景区域和目标区域,同时也提高了鲁棒性。     

A Field Investigation on the Effects of Background Erosion on the Free Span Development of a Submarine Pipeline

The safety of submarine pipelines is largely influenced by free spans and corrosions. Previous studies on free spans caused by seabed scours are mainly based on the stable environment, where the background seabed scour is in equilibrium and the soil is homogeneous. To study the effects of background erosion on the free span development of subsea pipelines, a submarine pipeline located at the abandoned Yellow River subaqueous delta lobe was investigated with an integrated surveying system which included a Multibeam bathymetric system, a dual-frequency side-scan sonar, a high resolution sub-bottom profiler, and a Magnetic Flux Leakage(MFL) sensor. We found that seabed homogeneity has a great influence on the free span development of the pipeline. More specifically, for homogeneous background scours, the morphology of scour hole below the pipeline is quite similar to that without the background scour, whereas for inhomogeneous background scour, the nature of spanning is mainly dependent on the evolution of seabed morphology near the pipeline. Magnetic Flux Leakage(MFL) detection results also reveal the possible connection between long free spans and accelerated corrosion of the pipeline.     

济南泉域重点地段地铁建设适宜性评价

为评价济南泉域重点地段地铁建设适宜性,分析了影响地铁建设的主要影响因子,选取岩溶顶板埋深、岩溶水位埋深、岩溶含水层富水性、岩溶水功能分区、隔水层厚度、裂隙水位埋深、裂隙水富水性、地表水体分布、孔隙水位埋深、孔隙水富水性、活动断裂共11个因子建立评价指标体系,采用GIS空间分析法及AHP确定隶属度及权重,根据模糊评价结果,将济南泉域重点地段地铁建设划分为适宜区、一般区和不适宜区,并给出了各主要交通干道地铁建设与泉水保护的可行性建议。     

音频大地电磁法对深部隐伏构造的识别与应用:以贵州省松桃县李家湾锰矿为例

面对国家级整装勘查区——贵州铜仁松桃锰矿整装勘查区深部找矿难度加大的现状,特别是隐伏构造的识别对于第二空间(500~2 000m深度)找矿至关重要的问题,鉴于当前锰矿床后期保存条件的研究需要,利用音频大地电磁法对深部隐伏构造的识别很有必要。以区内岩石物性特征为基础,结合“大塘坡式”锰矿地质模型,建立了初步的正演模型,比较了正演TE、TM两支理论正演曲线,TM模式视电阻率响应较TE模式纵向分辨率强;对比了两支曲线在断层上下盘的响应特征。贵州省松桃县李家湾锰矿实测数据的不同反演结果表明:以一维Occam-TE反演作为初始模型的二维NLCG-TE反演能较好地反映真实的电断面结构。通过剖面电性结构特征分析,为查明“大塘坡式”锰矿深部构造格架及其对含锰岩系的破坏程度提供了地球物理依据,为进一步“攻深找盲”工程部署提供参考。      

地下水非稳定流的LTFAM算法

渗流域内应用拉普拉斯变换(LT)建立相应的有限分析(FAM)方程,顾及渗流域内地下水流的初始条件和边界条件,可在LT空间构成一个封闭的以水头像函数为变量的线性方程组。将此方程组所得的解,通过Stehfest数值反演公式,可归化为时间域的解(水头)。由于时间t被隐含在数值方程内,从而克服了传统数值法按时段(△t)逐步迭代的缺陷,提高了计算效率,也为用嵌入法建立地下水流管理模型提供了一条捷径。     

推广非开挖铺设地下管线技术保护城市优美环境

非开挖铺设地下管线技术是利用岩土钻掘、定向测控等技术手段 ,在地面不挖槽的情况下 ,对煤气、电信电缆等公用管线进行铺设的施工技术。文章通过介绍非开挖铺管技术分类及特点 ,结合广西南宁市地质条件 ,对该技术在南宁市的推广进行成本与环境评价 ,就保护城市优美环境提出建议。     

小波变换和改进Burg算法的GNSS-IR海面高度反演模型

针对传统的GNSS-IR海面高度监测方法信号分离不佳且精度有待提高的问题,提出结合小波变换和改进Burg算法的新型GNSS-IR海面高度反演模型。相比于传统的多项式拟合法,小波变换得到的SNR振荡项更加完整、精确。改进的Burg算法能有效抑制峰值偏移或谱分裂现象,提高谱分析精度。基于瑞典Onsala空间天文台提供的GNSS数据和验潮仪数据的实验结果表明,优化后的海平面测高模型的反演结果与验潮仪数据具有较高的一致性,相比于传统的GNSS-IR海面测高模型精度提高约20%。     

高分辨率影像分割的分形网络演化改进方法

分形网络演化是针对高分辨遥感影像的高精度分割方法。它是以像元自下而上进行地物域合并,直至满足区域对象间异质性值大于预设阈值,停止区域合并得到最终分割结果。当对大数据量遥感影像进行分割时,形成初始区域对象的速度较慢,并且数量较多,导致分割时间长,有待在整体分割效率上进一步提高。一种有效的改进措施是采用某种分割方法,快速生成初始区域对象,然后再以初始分割结果区域对象进行区域合并。本文提出一种自动种子点的并行区域生长分割方法,用于快速生成初始区域对象;提出均匀数据划分的并行区域生长策略及消除数据划分线两侧的区域对象方法;采用OpenMP并行技术实现并行区域生长过程。分割效果对比和效率分析结果表明,本文提出的初始分割方法效率较高,并且分割结果可重现,从可信度、通用性角度来看,具有较高的实用价值。