移动轨迹的尺度特征

移动轨迹是移动对象在地理空间环境中移动而留下的痕迹。移动轨迹数据是一类特殊的地理时空数据，它具有时间尺度、空间尺度和语义尺度特征。本文首先分析了轨迹数据的空间尺度特征与时间尺度特征，建立了轨迹空间尺度与时间尺度转换关系式；然后论述了轨迹的语义内涵和语义尺度特征，将轨迹语义分为移动对象语义、地理空间环境语义、采集设备语义、移动方式语义，并从地理空间环境语义的角度分析了轨迹的语义多尺度；最后探讨了轨迹语义尺度与时空尺度之间的一致性关系。     

近岸海域大型水母来源与迁移路径分析——以红沿河电厂海域为例

近岸海域水母暴发可导致滨海火/核电厂取水口堵塞,对电厂安全运行造成潜在威胁。寻找水母源地及其迁移路径是水母治理的基础。本文基于拉格朗日质点追踪方法(LTRANS)建立反向追踪模型,并结合水母生态学特性对2015年6—9月聚集在红沿河电厂海域的大型水母进行溯源,获得水母源地及迁移路径,可以为螅状体栖息地寻找和水母拦截打捞提供依据,对近岸海域水母灾害防治具有重要指导意义。溯源结果表明:(1)红沿河电厂及其邻近海域的水母可能来自多个不同源区,辽东湾西部、北部及电厂南北两侧等海域的水母均有可能迁移至电厂附近;(2)受水温和环流影响,6—9月期间到达电厂附近的水母主要源区及迁移路径不同,早期出现在电厂海域的水母很可能是局地产生的,而7—9月持续的高风险水母灾害则主要取决于渤海不同源区水母的物理聚集;(3)根据水母的主要迁移路径,建议在电厂取水口约15km的海域设置一条封闭监测断面,对水母进行实时监测;在距离取水口约30km的外侧海域设置一条调查断面,于7月初至8月中旬,每5天进行一次定点拖网调查。此外,在距离电厂取水口15—20km的西南方向上,对水母进行拦截打捞可大大降低水母入侵风险。     

室内用户语义位置预测研究

位置预测技术可以提前预知用户下一时刻的位置,在基于位置的服务（Location-based Service,LBS）领域中发挥着极其重要的作用。现有的位置预测技术大多仅使用用户的地理轨迹,仅使用地理轨迹挖掘出来的用户移动模式易受地理特性的限制缺乏深层次的语义信息。本文基于某商场群体用户的室内轨迹数据和语义信息预测用户下一个时刻语义位置。语义位置预测包括停留区域识别、停留区域语义匹配、语义位置建模。在停留区域识别阶段,为减少室内停留时间不固定对停留区域识别的影响,本研究提出了一种新型的时空凝聚层次聚类算法（Spatial-Temporal Agglomerative Nesting, ST-AGNES),该算法具有思想简单、超参数少、自动生成聚类个数等优点。在语义匹配阶段,引入了吸引度规则,充分利用停留区域所有轨迹点与室内高密度的商铺名称信息做匹配。最后,采用长短型记忆神经网络模型（Long Short-Term Memory,LSTM）挖掘群体用户的语义位置模式并预测用户未来的语义位置,实验预测正确率达到61.3%。     

江苏盐城地区一次持续雾-霾天气过程的综合分析

2013年12月上旬江苏盐城地区出现了一次历史罕见的持续重度雾-霾天气,利用盐城市常规气象观测资料、NCEP再分析资料(1°×1°)及环境监测中心站的污染物浓度资料等,对此次过程的环流背景、气象要素、大气层结特征以及动力条件、污染情况等进行了综合性分析。结果发现:12月上旬中高层冷空气势力弱,以纬向环流为主;低层弱的水平风场为雾-霾的发生发展提供了有利的环流背景;稳定的层结特征,近地面高强度的贴地逆温和持续较低的混合层高度是此次雾-霾天气长时间维持的重要因素;边界层内弱正散度及负涡度是此次雾-霾天气得以维持发展的动力因子;通过后向轨迹分型和火点监测资料分析发现:污染物的长距离输送在此次重污染天气的形成过程中起到了一定作用。最后,文中建立了能见度和PM_(2.5)浓度、相对湿度的非线性回归方程,对能见度的预报效果较好,为实际业务应用中雾-霾的预报提供了有利的依据。     

历史数据和强化学习相结合的低频轨迹数据匹配算法

针对低频(采样间隔大于1min)轨迹数据匹配算法精度不高的问题,提出了一种基于强化学习和历史轨迹的匹配算法HMDP-Q,首先通过增量匹配算法提取历史路径作为历史参考经验库;根据历史参考经验库、最短路径和可达性筛选候选路径集;再将地图匹配过程建模成马尔科夫决策过程,利用轨迹点偏离道路距离和历史轨迹构建回报函数;然后借助强化学习算法求解马尔科夫决策过程的最大回报值,即轨迹与道路的最优匹配结果;最后应用某市浮动车轨迹数据进行试验。结果表明:本文算法能有效提高轨迹数据与道路匹配精度;本算法在1min低频采样间隔下轨迹匹配准确率达到了89.2%;采样频率为16min时,该算法匹配精度也能达到61.4%;与IVVM算法相比,HMDP-Q算法匹配精度和求解效率均优于IVVM算法,16min采样频率时本文算法轨迹匹配精度提高了26%。     

米仓山新民角闪辉长岩地球化学特征及其构造意义

扬子板块西北缘新元古代岩浆作用的研究对于探讨Rodinia超大陆的构造演化具有重要意义,对米仓山新民地区角闪辉长岩的岩石学和地球化学分析结果表明,岩石Si O2含量较低且变化范围较小,岩石富Al和Ca,低K、Ti、P,Mg#值中等,属于亚碱性低钾拉斑岩石系列。岩石具有稀土元素总量相对较低、相对富集轻稀土元素和轻重稀土元素分馏程度低的特征,具弱Eu正异常,δEu=1.03~2.36。岩石总体上富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr),亏损高场强元素(Nb、Zr、Hf、Th等),87Sr/86Sr=0.703 858,143Nd/144Nd=0.512 617,εNd(t)=+3.1。综合区域地质、地球化学特征,该岩体岩浆起源于亏损地幔的部分熔融,在上升侵位过程中可能受到了地壳物质的混染。在这时期,扬子板块北缘处于汇聚环境,新民角闪辉长岩形成于弧后盆地的构造环境,是Rodinia超大陆在新元古代期间演化过程中岩浆作用的产物。     

Stratigraphic evolution of Eocene clinoforms from northern Santos Basin,offshore Brazil: Evaluating controlling factors on shelf-margin growth and deep-water sedimentation

In order to assess the controlling factors on the evolution of a shelf margin and the timing of sediment transfer to deep waters, a seismic stratigraphic investigation was carried out in the Eocene interval of northern Santos Basin, offshore Brazil. The studied succession configures a complex of prograding slope clinoforms formed in a passive margin and encompasses five seismic facies and their respective depositional settings: shelf-margin deltas/shorefaces, oblique slope clinoforms, sigmoidal slope clinoforms, continental to shelfal deposits and mass-transport deposits. These are stratigraphically arranged as seven depositional sequences recording a total shelf-edge progradation of about 35 km and a progradation rate of 1,75 km/My. Two main types of sequences can be recognized, the first one (type A) being dominated by oblique slope clinoforms and shelf-margin deltas/shorefaces in which shelf-edge trajectories were essentially flat to descending and extensive sandy turbidites were deposited on the foreset to bottomset zones. Sequences of this type are dominated by forced-regressive units deposited during extensive periods of relative sea-level fall. Type B comprises an upper part represented by aggradational shelfal deposits and a lower part composed of mass-transport deposits and high-relief sigmoidal clinoforms with descending shelf-edge trajectory. Steep slump scars deeply cut the shelfal strata and constitutes the boundary between the two intervals observed in type B sequences. Sandy turbidites occur at the same frequency in both forced- and normal-regressive units but are more voluminous within forced-regressive clinoforms associated with shelf-margin deltas/shorefaces. Major slope failures and mass-transport deposits, by the other hand, occurred exclusively in type B sequences during the onset of sea-level fall and their volume are directly related to the thickness of the shelfal sediments formed during the pre-failure normal regressions.     

Curvedness feature constrained map matching for low-frequency probe vehicle data

Map matching method is a fundamental preprocessing technique for massive probe vehicle data. Various transportation applications need map matching methods to provide highly accurate and stable results. However, most current map matching approaches employ elementary geometric or topological measures, which may not be sufficient to encode the characteristic of realistic driving paths, leading to inefficiency and inaccuracy, especially in complex road networks. To address these issues, this article presents a novel map matching method, based on the measure of curvedness of Global Positioning System (GPS) trajectories. The curvature integral, which measures the curvedness feature of GPS trajectories, is considered to be one of the major matching characteristics that constrain pairwise matching between the two adjacent GPS track points. In this article, we propose the definition of the curvature integral in the context of map matching, and develop a novel accurate map matching algorithm based on the curvedness feature. Using real-world probe vehicles data, we show that the curvedness feature (CURF) constrained map matching method outperforms two classical methods for accuracy and stability under complicated road environments.     

钻孔轨迹参数计算及三维成图方法研究

随着经济发展及矿产资源开发利用程度进一步提高,地质勘探向着深部、复杂地层发展,钻探施工钻孔也向着定向孔、分支孔的方向发展。地质目的对钻探工艺的要求越来越高,在控制钻孔轨迹方面也需越来越精准。本文就钻孔轨迹参数计算及成图作了详细介绍,阐述了钻孔轨迹相关概念及有关参数的计算方法;通过对Excel电子表格相关功能的研究,成功地将其应用到钻孔轨迹参数计算与处理分析中;通过对Solidworks三维制图软件的研究,成功地将其应用到钻孔轨迹监测及成图方面;通过实际工作案例验证了上述方法的可行性。     

海上油田开发井钻井优化设计和应用实践

LF7-2油田位于我国南海珠江口盆地LF区块,是一个小规模油田,根据前期探井揭示,上部地层以厚层泥岩为主,极易水化、分散,使钻井液性能变差;起下钻过程中钻具遇卡、遇阻等复杂情况频繁发生;钻头选型不尽合理,易泥包;下部地层以砂泥岩互层为主,岩石致密、可钻性变差,钻具扭矩、摩阻增加,定向钻进时滑动困难,井眼轨迹控制难度大,给钻井提速增效带来诸多困难。根据探井地质情况和岩石力学剖面,利用钻井软件优选平台位置,对开发井井身结构、井眼轨迹、钻柱力学、钻井液、固井等方面进行钻井仿真模拟,制定出科学的钻井设计方案,在直井段采用“牙轮钻头+直螺杆+MWD”钻具开展防斜打直,造斜段使用“PDC钻头+弯螺杆+MWD/LWD”开展复合钻井,水平段采用“PDC钻头+PowerDriver+MWD/LWD”开展旋转导向钻井,实现精准化钻井,顺利完成6口开发井施工。现场应用单井平均机械钻速29.43 m/h,钻井工期191.59 d,工期比设计提前28.41 d,钻井提速增效显著,降低开发成本。通过PowerDriver的近钻头井斜、自然伽马实时测量和传输,减少地质误判,实现对储层顶界面的实时探测,使储层钻遇率达100%,收到较好的经济效益和投资回报,实现小油田的效益开发。