基于相干特征的岩石薄片序列图像边缘提取及颗粒分割

针对岩石颗粒边缘模糊、结构复杂的特点,为了更有效地识别颗粒边缘,在基于特征值的C3相干算法的基础上,融合多尺度和多角度的特征表达,提出了一种改进的C3相干算法。该算法综合考虑岩石薄片图像角度域光学特征、空间尺度信息和各向异性信息,能更有效地表征颗粒边缘特征,表现出对复杂矿物结构的适应能力。在采集的岩石薄片正交偏光图像上验证提出的算法,实验结果表明,与原生C3相干算法相比,改进后的C3相干算法在全局图像上的方差和灰度差分乘积分别提升了68.41%和22.91%,信息熵下降了21.61%。     

幸福河评价体系及其应用

幸福河是中国新时代江河治理的新目标,对保障河流健康及经济社会可持续发展意义重大。为定量评价幸福河状况,本文通过对幸福河概念内涵的进一步梳理,提出幸福河评价体系;以安全运行、持续供给、生态健康、和谐发展"四大判断准则"为框架,按"目标-准则-指标"三层级,构建幸福河评价指标体系,包括基本指标16个、备选指标34个;参考相关规范、标准文件和研究成果,将幸福河评价指标划分为5个等级,分别给出各指标5个等级的分级标准值;引入"幸福河指数"来定量评价河流幸福河状态,采用"单指标量化-多指标综合-多准则集成"方法,定量计算幸福河指数。最后,以黄河为例,分别对2017年黄河上中下游分段、支流渭河以及流经的9个省区开展幸福河评价的实例应用。经验证,所提出的幸福河评价体系能较好地反映黄河客观实际,具有较强的可靠性和适用性。     

昌宁—孟连结合带北端癞痢头山岩体地球化学特征及其对成岩成矿作用的启示

位于昌宁—孟连结合带北端的癞痢头山岩体,主要由中粗晶花岗闪长岩(MGG)和细晶花岗闪长岩(FG)组成,形成于中三叠世(232 Ma).MGG和FG岩相学特征相似,无明显空间分带关系,呈过渡渐变关系.它们具高硅(w(SiO2) =66.2％～68.2％,平均67.0％),富钾(K2O/Na2O=1.04～2.59,平均1.64),贫碱(w(Na2O+K2O)=5.45％～7.31％,平均5.99％)、低钠(w(Na2O)=1.54％～3.58％,平均2.38％),高镁值(Mg#=47.3～58.7,平均51.5)和过铝质(A/CNK=1.41～2.17,平均1.65)特征,属过铝质高钾钙碱性系列.二者轻、重稀土元素含量比值介于6.91～12.1,表现为轻稀土元素相对富集、重稀土元素相对亏损.岩石富集w(Rb) (54.7～176×10-6),w(U)(1.10～4.77×10-6),w(Th) (9.33～35.30×10-6)等大离子亲石元素,亏损w(Ta) (1.22～1.51×10-6),w(Nb)(14.9～18.5×10-6),w(Zr)(78.4～171.0×10-6)等高场强元素,以及δEu(0.35～0.57)和"TNT"负异常特征,表明初始岩浆以陆壳成分为主并有幔源组分的加入.癞痢头山岩体样品具有较高的A/CNK值(1.41～2.17)和刚玉分子含量(1.87％～8.67％),以及Nb/Ta比值(11.03～13.76)和Zr/Hf比值(23.13～47.85)分别与平均地壳和壳源岩石相应比值一致,显S型花岗岩特征.综合分析,认为癞痢头山岩体属于S型花岗岩,起源于古老地壳物质(贫黏土的古老杂砂岩)部分熔融岩浆和底侵作用带入的幔源岩浆的混合岩浆,是保山—思茅地块陆陆后碰撞阶段力学性质由挤压向伸展转化动力学背景下的产物,具备成矿作用发生的物质基础,有一定的找矿潜力.     

基于连续消光特征分析的岩石薄片分析系统

连续消光是指在正交偏光显微镜下,岩石薄片随载物台旋转而发生消光强弱连续变化的现象。作为人工鉴定岩石薄片的重要依据,提取后的连续消光特征可以用于实现岩石薄片的自动分析。结合数字图像处理技术与聚类划分算法,开发出一套能够分割出孔隙、颗粒轮廓,实现颗粒类别划分,并对结果做定量分析的岩石薄片分析系统。从矿物的消光特征本质出发,连续消光特征提取精确与否是能否有效划分颗粒类别的关键环节。因此,针对系统在连续消光特征提取过程中的消光位对齐与消光基值去除操作分别设置了对照组。以鄂尔多斯盆地某区长6段砂岩薄片在正交偏光镜下的角度域序列图像进行实验,结果表明,所开发的基于岩石薄片分析系统能够提取到更为精确的连续消光特征,且该系统定量分析结果与专业人员鉴定结果基本一致。     

基于主导生态功能的江西省国土空间生态修复分区研究

以地域分异特征、主导生态功能、典型生态问题为基础依据,探讨江西省国土空间生态修复分区,为江西省编制和实施生态修复规划、实现国土空间管控提供科技支撑。在研究方法上,以“生命共同体理论”“三生协调理论”“适宜性管理”等理论为指导,基于主体功能区划和生态功能区划,综合“三生”空间实际生态问题及综合整治需求,采用多因素综合空间分析法,“自上而下”和“自下而上”相结合,实现国土空间生态修复三级分区。研究结果表明,可将江西省国土空间生态修复区域划为赣北平原湖泊生态修复区、赣中丘陵盆地生态修复区、赣西山地丘陵生态修复区、赣南山地丘陵生态修复区、赣东丘陵山地生态修复区5个大区及24个亚区和42个修复小区。通过江西省国土空间生态修复三级分区,摸清国土空间地域特征,明确生态主导功能,确定生态修复重点区域,承上启下,为实施生态修复工程和国土空间管治提供决策依据,为实现国土空间整体保护、系统修复、综合治理提供科技途径。     

利用分布式光纤声传感设备开展青藏高原易贡湖浅层结构探测

地震数据是利用地震学方法探测地下结构的基础条件,然而传统地震仪器难以获得极端环境地区(水下、高原等)的长时间、高密度连续数据。较之国际仪器厂商,国内的DAS研制相对较晚。自2016年起,国产DAS逐步应用于石油测井和城市区域地下结构探测,而运用在极端环境下的探测工作尚未见报道。中国科学院半导体研究所与青藏高原研究所经过多年合作研究,于2021年4月将自主研发的DAS系统首次应用于青藏高原的野外数据采集。本次试验同时记录了地面和水下的连续背景噪声和重锤数据。该研究利用背景噪声成像技术,获得了西藏易贡湖地区地表70 m以内的横波速度结构。本次研究为极端环境下的低成本、高密度数据采集和地下结构探测提供了理论和试验依据。     

某建设用地土壤污染状况调查与评价

以安徽某块建设用地为研究对象,结合企业生产历史,识别地块疑似污染区域以及关注的污染物,参照国家技术要求布设土壤及地下水监测点.通过现场调查与采样测试,研究土壤及地下水中监测因子浓度及分布特征,对比国家现行标准分析得出检测因子未存在超标情况,评价地块环境风险可接受.     

基于高光谱技术的黑土地微量金属元素探测方法及地学意义

在土壤中重金属含量较低的情况下,重金属的高光谱特征响应非常微弱,不易构建精确的高光谱直接反演模型。为了解决上述问题,依据土壤化学变量间的理化性质,将重金属富集特征转移到与之相关的化学主量元素上,使重金属微弱的信息得以间接定量反演。文中以海伦市黑土土壤为研究对象,通过主成分分析、聚类分析确定了主量元素氧化铁（Fe₂O₃）与微量重金属As、Zn、Cd之间存在明显吸附赋存关系。选用偏最小二乘法构建了研究区氧化铁含量的最佳反演模型（决定系数为0.704,均方根误差为0.148,F检验为12.732）,并利用氧化铁与As、Zn、Cd之间的赋存关系,通过神经网络构建了氧化铁预测值与重金属真实值间的非线性拟合模型,得出As含量的拟合程度最高,Zn的拟合程度较好,Cd的拟合效果较理想,总体相关性分别为0.796、0.732、0.530。研究结果表明,基于氧化铁含量的间接预测模型能对微量重金属As、Zn、Cd进行较好的定量预测,为微量重金属含量的定量分析提供了新的方法参考,为高光谱遥感技术预测土壤重金属含量提供了依据,增强了土壤微量重金属反演可行性,对细化自然资源质量监测、深化开展地学系统综合分析与评价有重要意义。      

层状云对积云发展和降水的影响——一种云与云之间影响的数值模拟

利用我们已建立的二维积云降水模式,在相同的大气层结条件下,模拟了孤立积云和层状云中积云的发展和降水情况。结果表明,层状云的存在对积云的发展有显著的促进作用,降水量可加大到几到几十倍,从而认为积层混合云系可能是产生大雨和暴雨的一种重要机构,这与梅雨锋里锋区混合云系常产生暴雨的观测事实比较符合。     

非补偿陆相断陷盆地层序地层学研究——以廊固凹陷古近系为例

非补偿沉积表现为无明显的沉积间断面,单层暗色泥岩厚度大,分布范围广,沉积剖面以退积为特点。通过对廊固凹陷古近系基底地层、物源体系的研究,结合沉积物组合特点、沉积剖面序列和构造发育阶段特征,分析了非补偿沉积盆地的层序发育样式,总结了非补偿盆地层序边界发育特征,建立了层序地层格架,共划分了1个一级层序、3个二级层序、11个三级层序。研究了不同沉积、构造背景下各层序组内体系域的样式,将一个完整的层序划分为湖泊充填体系域、湖泊扩张体系域、湖泊稳定体系域及湖泊萎缩体系域(下降体系域)等4个阶段,使体系域的叠加与层序的演化相关联。建立了非补偿型陆相盆地有利体系域沉积模式,认为物源的演替是其主控因素,复杂的断裂系统仅是一种控制沉积作用的一种表象。