预测有效波高的深度学习模型研究

研究基于RNN、LSTM、GRU深度学习模型,针对NOAA浮标数据集中的44013、44014、44017浮标的数据,通过斯皮尔曼相关性分析提高模型预测效果。实验结果表明,在进行相关性分析后,S-RNN、S-LSTM、 S-GRU的预测效果均比原始RNN、LSTM、GRU模型预测效果好。此外,提出一种基于LSTM的LSTM-Attention 波高预测模型,并进行相关实验,量化LSTM-Attention模型的预测效果,实验结果表明LSTM-Attention模型有更好的预测效果。为评估模型的泛化能力,研究还提出了一种采用邻近浮标数据进行学习,预测浮标缺失数据的方 法。实验结果表明,该方法的预测精度可以达到97.93%。本研究为海浪预测提供了新的方法和思路,也为未来深 度学习模型在海浪预测中的应用提供了参考。     

辐射特征支持下的城市高分影像阴影校正

大量城市建筑使得高分影像中含有许多阴影区。这些阴影区在土地利用分类、植被绿度调查等遥感应用中会较大地影响结果精度,降低数据使用效率并增加研究成本。基于同一地物阴影区与临近非阴影区反射率相等这一辐射特征关系,通过建立辐射传输方程,发展了一种新的城市高分遥感影像阴影校正方法 RERB(Reflectance Equality Relationship Based Method)。利用RERB对不同城市(北京和荷兰Enschede)不同高分多光谱影像(Geo Eye-1和Quick Bird)进行阴影校正,并对比分析其与被广泛采用的均值方差变换法MVT(Mean and Variance Transformation)的校正结果,通过定性和定量精度评价发现:(1)RERB能很好地将城市阴影区影像视觉特征(颜色、纹理、色调等)信息恢复到与非阴影区同一水平上;(2)RERB恢复后的阴影区具有丰富的细节信息且在视觉上与临近非阴影区具有良好的一致性;(3)RERB恢复后的城市柏油路面和水泥路面阴影区辐射信息具有较低的误差,可见光-近红外波段的平均误差分别为7%和9%。同时RERB能较好地恢复城市阴影区植被波谱特征信息。     

福建仙游地震序列的震源机制解

1,209 earthquakes occurred in Xianyou, Fujian from August 4, 2010 to October 4, 2013. The largest earthquake was ML5.0 on September 4, 2013. In order to study the Xianyou earthquake sequence and understand the causative structure and stress field of Xianyou, the focal mechanism solutions of six earthquakes （ ML 〉 3. 5 ） in the Xianyou earthquake sequence are calculated using the broadband digital data of the Fujian Seismic Network with the seismic moment tensor inverse method. The results show that the focal faults of the six earthquakes are similar, which are all strike-slip faults striking to the northwest with high dip angles. The direction of the principal compressive stress axes is near SN, which is different from the stress field of Fujian region. The Xianyou earthquake sequence may have been induced by the stress adjustment after the impoundment of Jinzhong reservoir.     

青藏高原东缘晚新生代成都盆地物源分析与水系演化

成都盆地位于青藏高原东缘,夹于龙门山与龙泉山之间,盆地中充填了3.6Ma以来的大邑砾岩、雅安砾石层和晚更新世—全新世砾石层,其物源均来源于盆地西侧的龙门山,具横向水系和单向充填的特征。本次以物源区分析作为切入点,以岷江和青衣江水系为重点,采用砾岩成分分析、砂岩岩屑成分分析、重矿物分析和砾石的地球化学分析等基本方法,开展青藏高原东缘晚新生代以来的古水系重建工作,研究结果表明,成都盆地主要有两个物源区,其中成都盆地北部的都江堰街子场、崇州白塔山、大邑白岩沟、大邑氮肥厂、彭州丁家湾、彭州葛仙山等剖面中的砾石层在碎屑成分、重矿物和花岗岩砾石的地球化学成分等方面相似,应为古岷江的产物,而其与现代岷江在砾岩成分和重矿物特征等方面的差异性则表明古岷江可能存在改道的现象;成都盆地南部的庙坡剖面和熊坡东剖面中的砾石层在碎屑成分、重矿物和花岗岩砾石的地球化学成分等方面相似,应为古青衣江的产物,但其流向却与现代青衣江的流向不同,表明熊坡背斜是在大邑砾岩沉积之后隆起的,它的隆起迫使古青衣江改道。     

典型草原露天煤矿区地下水-湖泊系统演化

由于气候干旱、大量疏排地下水导致草原露天煤矿区普遍存在着水文循环失调、土壤沙化、草地退化等环境地质问题.本研究以呼伦贝尔草原伊敏露天煤矿为研究对象,在对矿区地下水湖泊系统调查分析的基础上,结合水文、气象及遥感影像等数据,应用水均衡原理构建矿区地下水位湖泊面积响应机制的数学模型,并利用此模型预测分析矿区开发对伊敏盆地内湖泊面积的影响.结果表明:煤矿开采35年来,伊敏盆地湖群数量由开采前(1982年)的5个变为如今(2017年)的2个,湖泊总面积由原来的6.94 km 2萎缩到1.12 km 2;矿区地下水湖泊关系由自然状态下的地下水补给湖泊型向湖泊补给地下水型演化;本文建立的地下水湖泊耦合数学模型可较好地对湖泊面积进行预测,在气候因素波动不大、矿山开发稳定的状况下,该矿闭矿时(2045年)研究区湖泊面积将萎缩至0.56 km^2.     

Optimum size and density of surface grid arrays for retrieving accurate shear-tensile fracturing of microearthquakes

Surface arrays became an important tool for monitoring the induced seismicity in hydraulic fracturing experiments and for assessing the impact of fluid injection on the fracturing process of microearthquakes. The layout of sensors plays a key role in this task because it controls the accuracy of event locations and retrieved seismic moment tensors. We simulate various configurations of grid sensor arrays characterized by a different number of sensors, array span, sensor spacing, depth of sources and various shear/tensile source mechanisms of events. The moment tensor inversion is carried out using synthetically calculated P-wave amplitudes with added random noise. A bias in the solutions is evaluated by errors in the double-couple percentage of inverted moment tensors because the double-couple errors inform us about the sensitivity of the network to detect the shear/tensile fracturing mode of induced microearthquakes. The results show that the accuracy of the double-couple percentage is mostly controlled by the offset-to-depth ratio R defined as the ratio of half of the network size to the event depth. The optimum value of R is in the range of 0.75–1.5 irrespective of the type of the focal mechanism. If 121 (11 × 11) sensors are distributed in a regular grid and recorded data are characterized by a 10% random noise, the double-couple error is less than 6%. This error increases, if R is not optimum or if the number of sensors is reduced. However, even sparse arrays with 49 (7 × 7) or 16 (4 × 4) sensors can yield a reasonable accuracy, provided the surface grid arrays are designed to have an optimum size.     

桥梁沉井基础抗震性能研究现状及展望

随着国内外大跨桥梁特别是跨海桥梁建设的迅速发展,沉井基础在桥梁基础中所占的比例越来越大。虽然沉井基础作为1种刚性基础具有良好的力学性能,然而震害实践表明沉井基础在地震作用下也并非万无一失。通过分析国内外典型桥梁沉井基础的震害特征发现,沉井基础的地震破坏与桩基础有显著差异,且与埋置深度有直接关系;研究表明:地震作用下沉井基础的破坏机理及地基承载力与静力作用下明显不同,但目前在该方面的研究还较为欠缺;总结和对比了现有几种沉井基础-土相互作用研究方法,并分析了几种研究方法的优缺点和适用场合;同时也归纳和对比了各国抗震规范对桥梁沉井基础的基本规定、适用范围、计算方法和构造规定等方面的内容。最后结合现有的研究现状对沉井基础抗震性能研究的发展方向进行了展望,此外,随着我国跨海、跨江及跨库区大跨桥梁建设的发展,地震力和波浪力等多灾害因素共同作用下深水沉井基础桥梁破坏机理及设计方法的研究势在必行。     

长江下游刀鲚(Coilia nasus)仔稚鱼的时空分布

刀鲚(Coilia nasus)是长江下游重要的经济鱼类之一,具有溯河洄游型和淡水定居型两种生态类型本研究于2016年5 8月在刀鲚繁殖高峰期内同时对长江下游湖口、安庆和靖江江段进行刀鲚早期资源调查,研究分析对比了长江下游江段刀鲚仔稚鱼的丰度情况、时空格局及其与主要环境因子的关系结果表明:在调查期间,靖江江段刀鲚仔稚鱼平均密度最高;刀鲚仔稚鱼在调查各江段于6月下旬至7月上旬之间均出现一段较短时间的高峰期,这与刀鲚的产卵类型有关;湖口刀鲚仔稚鱼的爆发时间早于安庆和靖江江段,这种现象可能是由于湖口江段存在的定居型刀鲚产卵造成的;推测长江江水倒灌的特殊环境现象刺激了刀鲚性腺的发育,使得湖口江段8月产卵群体较多;各江段断面空间上的刀鲚仔稚鱼密度差异可能是沿岸地形和水体动力学差异所产生的现象;各江段刀鲚仔稚鱼密度最高峰时的水流量均处于较低水平,水温分别为25.87、25.27和21.67℃,均达到了刀鲚产卵所需条件研究结果初步反映了长江下游刀鲚仔稚鱼的时空特征,为长江下游刀鲚资源的保护提供了参考依据.     

基于回声探测监测沉水植物盖度的插值方法研究:以杭州西湖沉水植物盖度监测为例

沉水植物作为水生态系统的重要组成成分,在水生态系统物质循环和能量流动中发挥着重要作用,其覆盖度和生物量是评价湖泊等浅水水体系统稳定性的关键参数随着高效和无损伤监测的回声探测仪在沉水植物盖度监测中的应用,其精确度算法也受到了越来越多的关注本研究以成功恢复沉水植物的浅水湖泊杭州西湖为研究对象,利用BioSonics便携型回声探测仪——MX采集沉水植物回声样本同时结合人工样方设置,采集与回声探测对应位点的沉水植物样本,验证回声探测结果的精确性通过建立回归模型分析回声探测得到的沉水植物体积百分比(PVI)与人工样方获得的对应平均鲜重关系,结果表明二者具有较好的相关性分别采用普通克里金法、反距离权重法、径向基函数法3种插值方法对同一季节的不同湖泊和同一湖泊的不同季节未采集区域沉水植物的盖度数据进行插值分析,并对插值结果进行交叉验证,以确定方法的精确度交叉验证结果表明,插值精确度反距离权重法径向基函数法普通克里金法研究结果为回声探测与插值分析方法结合在大尺度浅水水体中沉水植物监测应用提供了技术支撑.     

三峡水库消落区典型草本植物氮、磷养分计量特征

为明确消落区土壤养分对植物生长的影响,通过室内栽培试验,研究三峡库区秭归消落区土壤3种氮磷水平下4种草本植物—鬼针草(Bidens pilosa)、苍耳(Xanthium sibiricum)、水蓼(Polygonum hydropiper)、藜(Chenopodium album)长势及氮、磷计量特征.结果表明,消落区土壤中生长的植物氮含量为7.98~19.4 mg/g,磷含量为0.740~3.880 mg/g,氮磷比为3.48~13.70,判别植物生长受氮限制.外源氮磷的添加促进植物氮、磷含量明显升高,但氮磷比没有明显变化;外源氮磷添加解除植物受氮的限制作用.4种植物对消落区土壤低氮环境具有一定的适应能力.比较消落区土壤中4种植物长势,鬼针草生物量、相对生长率、根茎生物量比最高,氮磷养分丰富对鬼针草生长促进作用最明显,表明鬼针草更易于在氮、磷贫乏的三峡库区消落区形成优势群落.