喀斯特地区地球关键带科学与生态水文学发展综述

针对我国西南喀斯特地区生态环境演变历史及新的形势下面临的挑战问题,系统地总结了植被退化、人工恢复、自然演替三个阶段植被、水文、土壤和溶蚀等观测实验得出的成果,阐述了喀斯特生态水文模型的发展及存在的问题。以地球关键带科学系统思维和多学科综合研究范式,提出了喀斯特地区大气－植被－土壤－岩石系统结构和组成以及协同演变理念;从多学科交叉、系统观测、模型集成视角,探讨了生态水文与碳、水、钙循环协同演变的研究途径,并以此提出推动喀斯特生态水文学发展的建议,为全球气候变化和绿色发展形势下喀斯特地区生态环境恢复提供科学支撑。      

Rn－Hg气体地球化学测量在拉尔玛金矿找矿中的应用

通过对拉尔玛金矿区矿物－矿石－岩石中气汞热释谱曲线的对比及矿区岩石－土壤－壤中气综合“Ｖ”型异常的分析研究，认为在拉尔玛炭硅泥岩含铀建造型金矿普查中，土壤Ｒｎ－Ｈｇ气体异常具有强度高、规模大、迁移距离小、指示作用强的特点，是该类型金矿普查我矿中较好的方法之一。此外，矿体各部位矿石中气汞热释谱曲线的变化规律还可用于深部我矿预测及矿体剥蚀程度评价。     

植被覆盖区卫星高光谱遥感岩性分类

植被高覆盖区岩石和土壤在遥感图像上表现为弱信息、小目标,如何利用卫星高光谱遥感提取岩性弱信息是目前遥感地质应用中的最大挑战之一。以黑龙江呼玛地区为例,选择美国EO-1卫星Hyperion高光谱数据。由于植被与下伏岩石-土壤的光谱混合,分别计算研究区含土壤因子和不含土壤因子的植被指数,并对两类不同的植被指数进行主成分分析,以此分离植被和岩石-土壤组分。在含土壤因子植被指数主成分分析的二维组分散点图上,明显区分出背景植被与异常岩石-土壤组分,证实了植被与岩石-土壤组分经主成分分析分离的效果。同时在不添加土壤因子植被指数的分析中,明显区分出植被覆盖信息。通过对实验区典型岩石进行野外光谱测试,然后对光谱进行连续统去除处理,将其作为参考光谱,与分离后的岩石-土壤光谱进行光谱特征拟合（SFF）,从而成功地识别出研究区内不同岩石类型,特别是玄武岩、流纹岩、砂砾岩、安山质凝灰岩、大理岩和石英片岩识别效果较好。根据研究区内不同岩石地层单元内岩石组合特征,通过分离后的组分合成图像,成功地实现了岩性分类。与已知地质图叠加,证实通过卫星高光谱数据提取的不同岩石类型颜色边界与地质图岩性界线吻合较好。结果表明：通过植被与岩石-土壤光谱组分分离,结合高光谱遥感的光谱特征拟合,能够识别不同的岩石类型,实现植被覆盖区岩性分类。     

甘肃敦煌-北山早前寒武纪岩石组合-构造初步框架

甘肃敦煌－北山地区广泛出露早前寒武纪岩石。这些岩石在早期的《甘肃省区域地质志》中被确定为前长城系、长城系、奥陶－志留系及部分石炭系。本文认为这些岩石应属太古宙和古元古代。据此，重新厘定了该区早前寒式纪岩石－构造框架。自南向北划分为敦煌太古宙杂岩区、北山南带古元古代剪切构造区和北山北带古元古代－太古宙杂岩区，并根据变形特点和岩石组合，进一步划分出次级带。     

锶同位素对环境变化的指示意义

主要介绍了锶同位素基本的地质地球化学特性以及这些特性对环境变化的指示意义：（１）在岩石－土壤－植被－大气系统中对风化作用的指示意义；（２）在河流－河口系统中对古盐度和河流古流量的定量指示意义；（３）在大陆－河流海洋系统中对风化作用和气候变化的指示意义；（４）在流体－岩石系统对成岩作用和流体／岩石比的定量指示意义。     

多种类植被覆盖地区ASTER影像岩石、土壤信息提取方法研究

植被的发育限制了遥感在地质学方面的应用,特别是在多种类植被发育地区不能直接地根据波谱特征进行岩石与矿物方面的填图.利用线性波谱分离等技术方法可以从植被、基岩或土壤混合信息中区分出多类别植被波谱,从像元混合光谱中减去各植被类型所占的像元光谱强度,从而可以求出土壤光谱强度及其所占的份额,有效剥离出岩石和土壤信息.在试验区利用多种类植被干扰消除方法,进行遥感蚀变矿物和岩石填图,具有极大的可靠性.该技术可以在中等植被发育地区的遥感填图中得以推广和应用.     

低聚合羟基铁离子-蒙脱石复合体吸附砷的实验研究

将提纯的钙蒙脱石与羟基铁离子溶液作用，制备了低聚合羟基铁－蒙脱石复合体，用化学分析，电子探针分析，粉晶X射线衍射分析，差热分析和穆斯堡尔谱分析等手段。对蒙脱石原样，低聚合羟基铁－蒙脱石复合体和相同条件下制备的铁的含水氧化物进行了表征。在实际土壤的酸度（pH=4-7)和温度（18－40℃）条件下，进行了低聚合羟基铁－蒙脱石复合体吸附有害元素砷的实验，探讨了复合体的砷吸附能力与pH值，温度，吸附时间，砷初始浓度，离子强度间的关系，并与蒙脱石和铁的含水氧化物的砷吸附行为进行了对比，研究表明，在实验条件下，低聚合羟基铁－蒙脱石复合体对砷具有明显的亲合力，低聚合羟基铁－蒙脱石复合体吸附砷的过程有可能是地表岩石和土壤中重要的地球化学过程，是影响砷地地表，特别是土壤中迁移，富集的重要因素。     

酸性－中酸性火山－侵入杂岩中岩石包体研究的新进展

概括了近几年来酸性－中酸性火山－侵入杂岩中岩石包体研究的新进展，介绍了岩石包体的成因分类，综述了利用岩石包体研究岩浆作用机制及其动力学、研究有关矿床成矿物质来源和成矿机制，以及研究中下地壳物质组成和力学状态等方面的内容。     

酸性－中酸性火山－侵入杂岩中岩石包体研究的新进展

概括了近几年来酸性－中酸性火山－侵入杂岩中岩石包体研究的新进展，介绍了岩石包体的成因分类，综述了利用岩石包体研究岩浆作用机制及其动力学、研究有关矿床成矿物质来源和成矿机制，以及研究中下地壳物质组成和力学状态等方面的内容。     

昌宁-孟连带洋脊、洋岛型火山岩研究

在系统总结前人工作的基础上，结合自己的研究，建立了三江地区昌宁－孟连带晚古生代火山岩层序；对比了洋脊型火山岩与洋岛型火山岩在岩石组合、岩石化学及地球化学等方面的显著差别，并指出了昌宁－孟连带洋脊型火山岩与洋岛型火山岩均是滇西南古特提斯多岛洋洋壳结构极重要的组成部分。     

城市雨水管理信息系统的基本架构

城市化进程对区域可持续发展，特别是对城市的雨水管理提出了一系列新的挑战。为应对这一挑战，就必须立足于自然水文循环的维系，因地制宜地对城市雨水实施信息化、智能化管理。在分析涉及城市雨水管理的必要性、可行性的基础上，本文提出了城市雨水管理系统的基本框架。这一以城市雨水为管理对象的信息系统首先要具备的功能是与城市自然条件相关的信息输出和管理，如地形、地貌、植被、土壤等基础数据的数字化、信息化，进而要考虑与雨水管理直接相关的参数输出和管理，如城市的水文区位、土地利用现状、平均降雨量、最大降雨历时、最小无降雨历时等。空间分析模块是该信息系统的核心．城市雨水管理模式的选择和布局都是建立在对上述各种相关数据实施空间分析的基础之上的。不同雨水管理模式和设施的实际应用效果可借助本系统进行模拟并实现可视化。     

基于TM数据的土壤湿度指数预测半干旱地区浅层地下水的研究——以朝阳地区为例

为更方便、有效的勘察干旱半干旱地区的浅层地下水信息,以辽宁省朝阳市区域为研究区,以2004~2010年TM多光谱数据为基础,利用修正归一化水体差异指数提取了多年的地表土壤湿度信息。通过对土壤湿度信息分级并对植被、岩石以及地表水体进行掩模处理,得到了土壤湿度信息的分级图。同时,为了比较土壤湿度较大地区地下水的赋存信息,进行了实地考察并对比水文地质资料,认为基本与遥感所得结论一致,证明了该方法在半干旱地区的可行性与有效性。     

遥感岩性识别研究的发展趋势--遥感与航空放射性信息集成

岩石的吸收光谱主要是由杂质、包体、蚀变及替代成分产生的,每种岩石都难以形成象它的组成成分那样具有可分辨的很清晰的光谱特征;不同类型的岩石放射性元素的含量和分布特征是不同的,岩石放射性信息是岩性识别研究的重要判据。遥感与航空放射性信息的集成．既能提取光谱图像中的光语信息和空间纹理信息。又可利用航空放射性信息常常具有的甚至是诊断性的岩性识别能谱标志。能明显提高识别岩性的精度,更重要的是能谱不受值被的影响,有利于识别植被覆盖区的岩性。因此,这可能是遥感岩性识别研究的发展趋势之一。     

信息化施工技术在地下工程中的应用

针对地下工程设计中“地质环境复杂,基础信息匮乏”的基本特点,结合具体隧洞工程,对信息化施工技术进行了分析探讨。设计和编制了工程数据库信息管理系统。利用现场施工监测取得的位移资料,用优化方法反演了围岩力学特性参数。利用反演分析求得的围岩力学参数,应用有限元法对该工程的施工过程围岩稳定性进行了分析计算。     

Relationship of spatial heterogeneity for vegetation and aeolian sand soil properties on longitudinal dunes in Gurbantunggut Desert, China

On longitudinal dunes in the southern Gurbantunggut Desert, the vegetation was investigated, and the texture, water content, organic matter, total nitrogen, salt content and pH of aeolian sand soil were measured. By means of geostatistical methods, the spatial heterogeneity for vegetation and aeolian sand soil properties was analyzed. The vegetation pattern and aeolian sand soil properties were moderately to strongly spatially heterogeneous as a whole, with a spatially dependent range of 8.8–74.8 m. Because both of them had a nest structure of grading system, their spatial heterogeneity needed to be described by the fractal dimensions at different sampling scales. The autocorrelated spatial range A ₀ and fractal dimensions of the cover of vegetation and the diversity of herberious synusium were similar to these of soil water contents (SM). The coarse grain size (φ1) and sorting (σ) of soil, the diversity of herbaceous synusium and the cover of vegetation had a closer dependent range A₀, being 37.8–57.8 m. The trends of spatial variation for organic matter and total nitrogen contents were very similar to that of vegetation cover. The spatial heterogeneities of soil pH and salt content were mainly restricted by terrain and basically not related to vegetation.     

基于3D WebGIS月球地质空间数据管理系统

随着空间信息技术、地学信息技术和GIS等技术的飞速发展,利用QT结合OpenGEL技术建立基于3D WebGIS月球地质空间数据管理系统。该系统包含二维成果管理系统、发布系统与三维月球研究3个子系统,实现改善月球资料信息使用效率、信息化程度与多源空间数据共享。将中国探月计划所获取的月球地形地貌、岩层、土壤、资源、环境及各种相关数据资料与研究成果,以及国外包含数据、文献、报告等月球探测的研究最新成果集成在一起,建立了中国第一个月球地质空间数据管理系统。该信息系统既包含管理和服务功能,又提供面向科研、决策的信息服务与科学的分类管理、快速检索和联机查询的功能。地质空间数据管理系统具备强大的数据综合分析能力、综合管理月球地质资料与集成数据资料成果的汇总能力,将为中国探月工程提供有力的支撑。     

工程地质信息化设计及其在交通工程中的应用

工程地质信息化设计是工程地质应用领域的延拓。它对于工程设计的优化具有十分重要的作用。根据理论研究和工程实践，对工程地质信息化设计中的基本问题进行了归纳总结。论述了工程地质信息化设计的基本理论与方法，提出了信息化设计的工作思路，归纳分析了信息化设计中的数值模拟方法、岩体结构面网络模拟技术、GIS集成技术及其关键技术问题与解决途径。以京珠高速公路湖北大悟段为例，说明了工程地质信息化设计的工作过程和一条龙体制的优越性。     

三维地层信息系统在岩土工程中应用研究

根据岩土介质中复杂的地质现象及其地层的层状展铺特性,建立了三维地层模型。三维地层信息系统在岩土工程中的重要作用就是数据库管理功能、复杂的地质现象的可视化及分析功能。阐述了3DSIS的功能和应用,提出了3DSIS与数值分析方法、专家系统耦合集成的模型。     

三峡库区地质灾害勘察点源信息系统的研发

针对三峡库区地质灾害勘察数据具有显著的多源、多类、多量、多维、多时态和多主题特征，采用地矿点源信息系统研发思想与方法，研发出了以GeoView为基础平台的地质灾害勘察信息系统（GeoHazard）。该系统围绕主题式点源勘察数据库（属性和空间），将野外数据采集模块与室内图件编绘模块及三维可视化分析模块连为一体，同时采用Web方式，按C／S与B／S结合模式，初步实现了地质灾害勘察的野外数据采集和室内综合整理、编图的全程计算机辅助化。该系统具有支持地质灾害勘察应用的专业性、面向地质灾害勘察工作全过程的完整性、术语代码和图式图例的标准化、属性数据、空间数据和文档管理的一体化、数据分析和计算结果表达的三维可视化等特点。     

地质灾害信息系统研究——以重庆市丰都县为例

近10年来,随着信息科学和计算机技术的快速发展,地理信息系统的开发应用研究越来越广泛,地质灾害信息系统是地理信息系统在地质灾害领域的应用研究.本文在简要介绍地质灾害信息系统基本内容和功能的基础上,以重庆市丰都县地质灾害信息系统建设为例,从地质灾害空间数据库建设、空间分析模块、群测群防监测预警体系和信息管理模块等方面论述区域地质灾害信息系统建设的基本步骤和应用功能,为丰都县地质灾害信息管理的系统化和规范化提供技术支撑体系,也为其它地区的类似研究提供范例.