空间数据质量及精度分析

空间数据误差的种类包括源误差、操作误差等，通过分析空间数据误差产生的原因，减小空间数据误差，提高空间数据的质量，为计算机辅助决策和管理提供可靠的数据源。空间数据质量在建设数字地球、进行矿产预测和施工前的计算机模拟中发挥着越来越重要的作用，但空间数据的质量及其精度还未能引起足够的重视，由这些伫间数据进行重新支算和组合产生的空间数据是不是最终需要的结果，缺乏其可靠性的分析工具。     

基于正态分布时间函数地表动态沉陷预测研究

为了研究地表动态沉陷规律,基于正态分布时间函数,结合地表沉陷预测公式,构建了能够进行任意点任意时刻地表动态沉陷预测的函数模型,分析曲线形态系数对时间函数和计算误差的影响,讨论正态分布时间函数的时空完备性,建立了基于时间函数的地表动态下沉计算公式。以辛置煤矿五采区开采为例,利用空间曲面拟合方法求取了地表动态沉陷预测参数,并对特征点的下沉趋势进行了预测。结果表明,地表沉陷预测时曲线形态系数δ > 2为其合理取值,理论预测相对中误差不会超过±4.55%,且随着δ的增大,预测误差逐渐减小;正态分布时间函数在地表下沉、下沉速度以及加速度方面均体现了地表沉陷时空分布的完备性。基于叠加原理的空间曲面拟合求参方法能够进行预测参数的自动求取,地表特征点下沉趋势预测最大中误差为±64 mm,相对中误差为±5.7%,理论值与实测值相吻合,基于正态分布时间函数的预测模型能够体现地表动态下沉的时空分布特征。     

基于人工免疫算法的数据压缩技术在滑坡异常提取中的应用研究

滑坡异常信息提取对滑坡预测预报至关重要。以四川丹巴滑坡为例，应用人工免疫算法对滑坡镜2、镜6和镜9的位移监测数据进行压缩，分别获得最优压缩率为0．821，0．819，0．829，保真度为0．95。并在置信水平为0．95的条件下，对压缩后数据进行异常提取，分别获得了3个监测点的4个异常信息。这些异常信息所反映的滑坡变形发展演化规律与滑坡声发射等其他监测信息所反映的规律基本保持一致，说明应用人工免疫算法对滑坡位移监测数据进行压缩处理可以在保持原有数据的特性与规律的同时，有效除去监测数据中的冗余与不相关信息，增加有效数据密度，有利于准确提取滑坡异常信息。     

基于地统计学方法的降水空间插值研究

为了实现离散降水数据到连续降水数据的插值,以内蒙古自治区多年(1950～2000年)平均降水量为例,讨论了不同空间插值方法的优劣,发现基于地统计方法的Kriging插值具有最佳的插值效果.进一步对比Ordinary Kriging和CoKriging插值方法的4种不同的半变异函数模型,结果表明利用指数半变异函数的CiKriging插值方法具有最小的预测误差.地统计方法对于预测降水具有重要的价值,而不同的地区具有各自适合的模型,理解该方法的数学原理和操作过程,对相关研究具有借鉴意义.     

基于特征基元的空间数据计算模式及其地学应用

将地学计算的定义外延为空间数据计算，对空间数据计算的基本单元问题进行了初步的探讨，提出了基于特征基元的空间数据计算一般模式，并根据计算行为模式及计算侧重点的不同，将空间数据计算过程分为深度计算与主动计算，总结了“数据→特征→知识”的一般计算过程，并就此进行阐释。根据地理实体的形态和功能过程的不同来刻画形态和功能过程差异的空间数据，将地学空间数据划分为反映固态基质信息的陆地空间数据、反映液态基质信息的陆地水文空间数据、反映液态基质信息的海洋流体空间数据和反映气态基质信息的大气流体空间数据四类。基于陆地、水文、海洋和大气相关空间现象和空间过程分析，结合提出的深度计算与主动计算理论，对这四类空间数据的深度计算与主动计算过程进行了初步探讨。以基于特征的遥感信息提取和目标识别工作为例，对上述理论进行了说明和验证。最后对空间数据计算模式相关问题进行总结和展望。     

地理空间数据的尺度转换

尺度一般是指空间范围的大小,地理空间数据的尺度转换是尺度研究的重要问题之一。针对地理信息系统(GIS)技术支持下的地理空间数据尺度转换问题,首先回顾了尺度转换的理论基础,即等级理论、分形理论、区域化随机变量理论、地理学第一定律等理论的基本内涵;然后总结了地理学不同研究领域内主要的尺度转换方法,重点分析了重采样法、变异函数法、分形分维法及小波分析法的基本原理、模型方法与典型应用案例;最后介绍了地理空间数据尺度转换效应研究的进展。基于上述总结和分析认为:构建一套无级变换的、系统的尺度转换方法,整合不同学科领域的数据与过程模型、形成数据模型同化的技术体系,这是地理空间数据尺度转换研究的重要课题。     

地统计学方法进展研究

地统计学近年来成为空间分析的重要工具，其应用领域广泛分布在自然科学的众多领域。系统地论述了地统计学理论方法的进展，给出地统计学的总体理论框架，它包括局部估值、不确定性预测、随机模拟及多点地统计学四部分。并指出所有这些方法的理论基础是随机变量理论，其核心是利用变异函数获得研究对象的空间分布规律。同时，分别介绍了每个部分的具体方法，特别提到了新发展的多点地统计学方法。最后对地统计学的软件应用加以总结，指出将GIS与地统计学相结合是一种必然的趋势。     

基于GIS技术的综合水文物探数据库系统研究

利用GIS的强大空间数据架构功能，将各类水文物探数据与空间数据相关联，建立了基于GIS技术的综合水文物探系统。水文物探数据量大，而且复杂多变，本系统利用新兴的GIS技术和数据库功能对水文物探属性数据与空间数据进行有效的整合，高效地管理空间与属性数据，实现了图形编辑、空间分析、数据的查询与统计、专题图绘制、以及数值模拟等功能。利用本系统可对图形进行空间处理分析，对各类数据进行各种查询，实现图形和数据的互动，并对所获得的数据制作各种专题图，并且通过数值模拟具体、直观的再现观测实体的空间位置与相应的属性，为综合预测与评估提供科学依据。     

三峡库区万州主城区第四系堆积层厚度的估算方法及应用

堆积层厚度是区域地质灾害体稳定性预测及定量评估不可或缺的基础数据,传统的空间插值方法制图效率低,精度也较差。以三峡库区万州主城区为研究对象,通过分析区内第四系堆积层厚度标志得出各标志因子,根据已知厚度区域的特点提取堆积层厚度与其标志因子之间的关系,建立了基于随机森林算法的堆积层厚度模型,最后将该模型应用于整个区域估算出堆积层厚度的空间分布。特征点的预测值与实测值的比较结果表明:模型整体的误差变异小,预测的准确度较高,预测结果具有较高的可信度。     

渤中凹陷BZ1探区Qa构造速度异常分析

渤中凹陷BZ1探区Qa构造两口钻井在相距1.3 km的实钻过程中出现了速度异常,三维地震资料时间剖面地层深度与钻井地质分层深度出现了不一致的矛盾现象,即新钻井Qa 3井的钻井预测深度相对于本井地质分层深度更深,速度相对于Qa 2井变小,因而两口井地震速度在横向分布上出现了明显差异。分析表明,速度异常主要由沉积和构造共同作用所引起。利用地震叠加速度谱建模,通过井点速度场、趋势种子点进行校正,获取到更加准确的地下速度,并进行高精度变速成图,能够真实反映地下构造。对比单井速度预测钻井深度与单井速度场校正速度谱建模速度场预测钻井深度,并对比其误差精度,可以看出后者有效地解决了实际钻探过程中因速度异常而导致预测深度误差偏大的问题。因此钻前进行速度场建模与变速构造成图,对今后勘探井或评价井的部署及钻井深度精确预测具有重要的指导作用。     

岩石坚硬程度对核电厂地基-基础地震响应特征的影响分析

考虑核电厂地基-基础的动力相互作用,应用显式动力有限差分法分析了地震作用下极软岩、较软岩、坚硬岩上核电厂建筑结构基础的地震响应特征,比较了岩石坚硬程度对基础加速度反应谱的影响。研究表明：随着岩石坚硬程度的提高,核电厂建筑物结构基础的地震响应有增加的趋势;在周期轴上,基础处的加速度反应谱曲线会随着岩石坚硬程度的提高逐渐向短周期（高频段）方向移动。在高频段,建造于较坚硬岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在中等频段,建造于较软岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在低频段,岩石坚硬程度对加速度反应谱的影响不显著。     

Geochemistry of Thermal Waters of Continental Margin of Far East of Russia

Studied waters belong to warm(T=30-50℃),alkaline(pH=8.9-9.3),low mineralized(TDS235 mg/1)Na-HCO_3 or Na-SO_4-HCO_3 thermal waters with high content of SiO_2(up to 81 mg/l)and F(up to 3.9 mg/1),occur on modern volcano-tectonic rejuvenated areas of Eastern Sikhote-Alin orogenic belt.Low~3He concentration as well as N_2/O_2 and N_2/Ar ratios exclude influence of deep mantle fluid.New rare earth element data constrain our understandmg of water-rock interaction occurring in the water source region.Meteoric origin of waters is proved by stable isotope values varying from-71‰to-136.1‰and from-10.8‰to-18.8‰forδ~2U andδ~(18)O respectively.REE patterns reflect high pH,resultfing from water-rock interaction and oxidative conditions.Calculations of deep aquifer temperature using Na-K and quartz geothermometers show 116.8-131.1°C and 82.2-125.8℃respectively.Presence of deep faults both with abnormal thermal gradient(~45-50 K/km)define unique geochemical shape of thermal waters of Sikhote-Alin,area,where no present volcanic activity is registered.     

Strains of scattering of near-field of a point source

Three dimensional scattering of near-field is studied for dilatation and rotation in the time domain. The perturbation method is applied to solve the equation of motion for the first order scattering from a weak inhomogeneity in an otherwise homogeneous medium. The inhomogeneity is assumed close enough to the point source so that the near-field intermediate wave is dominating over the far-field sphericalP andS pulses. The integral expressions are derived to relate dilatation and rotation of scattering to the radial fluctuations of velocities and density in the inhomogeneity. These integrals are solved to calculate the strains of scattering from (a part of) an inhomogeneous spherical shell of arbitrary curvature. Variable curvature may allow the shape of inhomogeneity volume element to change uniformly from spherical to rectangular. Rotation of scattering from a spherical shell is independent ofP wave velocity inhomogeneity. Dilatation of scattering does not involveS wave velocity inhomogeneity but its gradient. The back scattering results are obtained as a special case. Strains are computed numerically, for hypothetical models to study the effects of various parameters viz., velocity inhomogeneity, distance of source from inhomogeneity and from receiver, and thickness of inhomogeneity. The curvature of the spherical shell is varied to study the effects of the shape of inhomogeneous volume element on scattering.     

土石坝心墙水力劈裂分析

简要分析了水力劈裂的发生条件、力学机理。基于水压楔劈机理,利用有限元方法建立了一种水力劈裂的发生判定方法。该方法假定心墙预先存在局部渗透弱面（裂缝）,通过将裂缝位置的单元材料改为裂缝软材料,考虑库水进入裂缝后对裂缝周围土体的作用,建立水力劈裂分析的平面有限元模型,确定裂缝端部垂直于裂缝面的正应力,进而依据该正应力判断水力劈裂发生的可能性,该方法同时可模拟水力劈裂的发展过程。     

土钉支护失稳分析

某基坑采用复合土钉墙支护,开挖至坑底后,基坑北侧发生失稳事故。本文就其事故发生原因作一探讨。     

地震次生地质灾害风险评估集对态势分析

5．12四川汶川8级强震引发了大量次生地质灾害,加剧了灾情并严重影响抗震救灾。地震次生地质灾害受多重因素制约,其孕育与致灾过程具有不确定性。利用集对分析原理与方法,对地震次生地质灾害进行同异反态势分析,拟定了风险评估的集对分析同一度、差异度、对立度等指标体系的构建原则与赋值标准,对承灾体系统的不确定性及其作用作了刻画与分析,建立了不同风险分区代表性的集对分析联系度表达式,为地震灾害研究提供了可资借鉴的新思路和技术方法。     

下扬子区三叠纪古地理演化

下扬子区在三叠纪期间接受了早-中三叠世海相碳酸盐沉积、中-晚三叠世海陆交互相和陆相湖沼沉积.沉积相带的空间分布和古地理格局的变迁明显地受到区域构造的控制.区内盆地发育与演化是在华南板块与扬子板块、扬子板块与华北板块相互作用的背景下进行的.早-中三叠世末期的印支运动是下扬子区构造-古地理格局改变的决定性因素,使下扬子海盆闭合,沉积类型由海相沉积变为陆相沉积.下扬子区三叠纪古地理的演化特征也为板块碰撞提供了沉积证据.     

多年冻土融沉性分类研究

在冻土工程中,冻土的融沉性评价是工程地质勘察的主要内容之一,融沉性分类是冻土地基基础设计施工的重要依据．根据345个冻土原状样品融沉压缩试验数据,提出了细砾、砂土、粉土、黏性土、泥炭化黏性土和泥炭质土等6类土的融沉系数一含水量或融沉系数一超塑含水量线性回归方程式,得到与各融沉性分级相应的界限含水量或界限超塑含水量．最后...     

Kinetics of dehydration of Ca-montmorillonite

Isothermal thermogravimetric experiments have been carried out to determine the reaction kinetics of the dehydration processes in fuller's earth, a natural Ca-montmorillonite. Dehydration in swelling clays is a complex reaction, and analysis of the thermogravimetric data using empirical rate equations and time-transformation analysis reveals that the nature of the rate controlling mechanism is dependent upon both the temperature regime of the sample as well as the extent of reaction. For fuller's earth, we find that the dehydration kinetics are dominated by a nucleation and growth mechanism at low temperatures and fractions transformed (stage I), but above 90 °C the last stages of the reaction are diffusion controlled (stage II). The activation energy for dehydration during stage I is around 35 kJ · mol⁻¹, whereas the removal of water during stage II requires an activation energy of around 50 kJ · mol⁻¹. These two stages of dehydration are associated with primary collapse of the interlayer (stage I) and movement of water that is hydrated to cations within the interlayer (stage II). Received: 28 August 1998 / Revised, accepted: 27 January 1999