基于深度学习的河道提取与变化监测应用——以永定河为例

本文基于2014年、2017年、2018年三期GF1遥感影像,针对北京市石景山永定河河道变化特征,开展基于深度学习算法的河道自动提取与变化图斑自动发现。选择GEOWAY GFLP作为地理要素智能训练平台,采用基于疑似变化区域自动发现与人工交互确认相结合的遥感监测技术路线,选取典型水体样本进行分析、训练,构建深度学习卷积神经网络水体提取模型。通过分析与验证发现,基于深度学习水体提取模型自动提取的河道准确率高于90%,精度高于最小距离、最大似然及SVM分类方法,可用于城市河道的自动提取和变化发现。     

超强不稳定和弱切变环境下一次飑线过程的雷达资料同化与分析

利用中尺度模式WRF及其3DVar同化系统,对武汉附近多普勒雷达资料进行循环同化,并结合NCEP FNL分析资料、自动站降水资料、雷达回波和探空资料,对2011年7月26日发生在湖北的一次飑线过程进行环境条件分析和同化研究。探空显示:此次飑线发生在超强不稳定和弱的风垂直切变环境中。雷达回波表明:系统内存在东北-西南向和西北-东南向的两条回波带,前一条为飑线主体,在发展和成熟过程中缓慢移动;后一条的西北段快速减弱,而东南段逐渐与前一条合并。利用同化雷达资料后的模式预报场诊断分析表明:初期,虽然动力抬升条件不利于单体的新生和发展,但强不稳定能量却为其提供了强热力抬升条件;在发展期,低层风垂直切变和冷池虽然向有利于飑线发展的方向演变,但强度仍然较弱,而不稳定能量仍起主要作用,飑线是在不断增强的动力抬升和强热力抬升共同作用下逐渐成熟;后期,环境中不稳定能量大减,冷池强度也明显强于低层风垂直切变,动力和热力条件均不利于飑线进一步维持,飑线衰亡。     

水质关键因素光谱遥感监测技术分析

针对传统水体水质分析方法过度依赖于实地测量和实验室化学分析,需要耗费大量人力物力且效率不高的问题,从水质遥感监测数据获取手段、典型反演监测模型、不同水体光谱遥感监测应用状况、水质遥感监测技术应用及前景等方面分析归纳了使用遥感技术监测水质的新方法。从可用数据类型、数据特征等方面对水质遥感监测数据获取的3种主要手段进行了比较;从复杂程度、使用场景、优缺点等方面对4种典型的反演模型进行了归纳;对遥感数据和模型在Ⅰ类和Ⅱ类水体应用中的常用组合方式进行了分析总结。     

古土壤力学特性及其对黄土滑坡的意义

对宝鸡地区野外滑坡灾害调查的结果显示,古土壤与黄土交界面对黄土滑坡滑带具有明显的边界效应。为了研究剪切过程中古土壤的力学特性,开展了饱和原状古土壤偏压固结不排水剪(ACU)和常剪应力排水剪(CQD)试验。ACU试验表明:古土壤应力应变曲线在峰后表现为理想塑性特征,较低围压(100 k Pa)条件下发生剪胀破坏,围压≥200 k Pa时发生剪缩破坏。CQD试验结果表明:古土壤在排水条件下发生剪缩破坏,破坏时轴向应变很小,且破坏速率随固结应力增大而减小。根据试验结果得到了q-p’平面内古土壤临界状态线(CSL),求得φ’为28.8°。同时,结合已有研究成果对黄土和古土壤交界面在涉水过程出现局部破坏进行了机理探讨,这些局部破坏控制了潜在滑动面的边界。     

扎龙湿地藻类植物群落结构特征及水质初步评价

扎龙湿地是我国北方同纬度地区保留最完整、最原始、最开阔的湿地生态系统,地处中温带,属大陆性季风气候。为了探究其藻类植物群落的变化特征及其与水环境的关系,本文于2011年春、夏、秋季对扎龙湿地的藻类植物群落进行调查分析,共发现藻类植物349个分类单位(包括变种、变型),隶属于8门105属,藻类植物群落全年均以绿藻为主导,其组成呈绿藻-硅藻型。优势种中绿藻门主要以镰形纤维藻(Ankistrodesmus falcatus)和四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)为主,硅藻门以弯棒杆藻(Rhopalodia gibba)和隐头舟形藻(Navicula cryptocephala)为主,优势种组成具有明显的季节演替现象。藻类植物细胞密度呈现明显的单峰型,夏季最高,平均为10.74×10~4ind./L。湿地研究区域分为开阔型水域、小型封闭水域、湿地型水域和湖泊型水域四个生态类型,不同水域藻类植物群落结构特征明显不同。经聚类和多维尺度分析,将不同采样点的藻类植物群落分为四组,多样性指数表明湿地水体处于轻度污染或无污染状态。综合研究结果可以认为扎龙湿地的水体基本处于贫营养-中营养状态,只有极少数水域处于富营养状态。     

南海北部古近纪沉积物碎屑锆石U-Pb年龄及物源演化

长期以来,由于地质资料的限制,有关南海早期裂陷过程中的沉积演化问题一直缺乏相对深入的认识与了解.采用碎屑锆石U-Pb定年方法,对南海北部古近纪沉积物进行"源-汇"对比分析.结果表明,该时期南海北部不仅接受来自北部河流搬运的陆源碎屑物质,同时还受到盆地内部局部隆升区物源的影响.其中,始新世沉积物以下白垩统物源为主,至早渐新世,琼东南盆地接受了来自海南岛及西沙隆起带的沉积物,珠江口盆地珠一坳陷同时期的锆石磨圆度较高,年龄谱系同华南沿海地区一致,说明很可能接受了来自华南沿海地区的陆源物质;而处于盆地南侧的白云凹陷同时期存在自形程度极高的锆石,反映其物源极可能为盆地内近源的局部隆起区.到晚渐新世荔湾凹陷沉积物中开始出现较多元古代锆石,与其北部同时期沉积物明显不同,琼东南盆地N6井也开始出现较多元古代锆石,其物源可能与南海西侧隆起有关.资料显示,在古近纪,现代意义上的珠江并未形成,其在早渐新世仅影响到珠一坳陷,到晚渐新世影响到珠二坳陷北侧.因此,珠江在古近纪具有从小到大逐步演化的特点.      

珠江口外海域滨海断裂带沿构造走向的变化特征

珠江口外海域滨海断裂带是南海北部陆缘重要的控震和发震构造,其研究关系到区域防震抗震、地壳稳定性评价及对南海构造演化的认识.为探明滨海断裂带沿构造走向上的变化特征,对2015年珠江口海陆联测数据进行了处理,使用射线追踪、走时模拟等方法,获得了珠江口西侧的地壳纵波速度结构模型和滨海断裂带在珠江口地区的发育位置和构造形态等信息.结果显示,珠江口西侧滨海断裂带总体倾向SE,向下可能延伸至莫霍面;沉积层在断裂带陆侧较薄,在滨海断裂带处突然增厚;断裂带内地壳速度为5.3~6.7 km/s,相对两侧地壳表现出低速特征;莫霍面的埋深由断裂带陆侧的28.5 km抬升至其海侧的24.5 km;海陆两侧的地壳结构具有明显的非均一性.对比前人在珠江口东侧的研究成果,珠江口外滨海断裂带总体形态特征相似,但也表现出明显的差异,自东向西,断裂带内部的结构形态从简单变得复杂,逐渐发育明显的阶梯状断层;北界断裂从断距很大的陡崖式正断层逐渐转变为断距较小的低角度正断层,且北界断裂的位置向北错动了一段距离,断裂带内的低速异常则逐渐变弱.本研究不但可以加深对滨海断裂带浅、深部结构的认识,而且还能为研究南海北部陆缘的发震构造提供参考.      

基于航空重磁特征对突泉盆地构造的认识

为获取突泉盆地航空物探基础地质资料,为油气调查评价提供参考,中国国土资源航空物探遥感中心在该盆地开展了1:10万航空重磁综合调查工作。利用最新的航空重磁资料及实测岩石物性数据,对突泉盆地及其邻区重磁异常特征进行研究,分析航空重磁异常与地层展布、断裂活动、岩浆岩体的分布关系,重点探讨盆地的基底性质。结果表明,研究区航空重力异常与航磁异常在强度、范围、形态、梯度和走向等方面具有一定的规律性,该区断裂体系分布与重磁场特征明显相关,NNE-NE向、NW向及NE向3组断裂明显控制盆地沉积岩体及岩浆岩体的展布,盆地基底由下古生界浅变质岩系和前古生界中等变质岩系构成。     

基于航迹线追踪的TERPM定位算法

针对TERCOM（terrain contour matching）算法定位精度对航向误差敏感和算法普适性差等不足,提出了一种基于航迹线追踪的TERPM（terrain profile matching locating algorithm）定位算法。利用INS（inertial navigation system）提供的速度和航向信息对UV（underwater vehicles）的航迹进行追踪,在遍历基准地形时考虑航向误差对数据选取的影响,组合最优匹配的判别方法,提高定位算法的抗噪性。实验结果表明:TERPM定位算法适用于机动UV的精确定位且定位精度对航向误差不敏感;与已有的TERCOM改进算法相比,新算法具有更高的定位精度和更好的抗噪性能。     

藏南泽当地区大反向逆冲断层变形研究——以磁组构与EBSD组构分析为例

仁布-泽当逆冲断层是喜马拉雅大反向逆冲断层（GCT）在藏南地区的重要延伸部分,也是喜马拉雅造山带北部边界新生代最为活动的构造单元之一。新生代以来特提斯喜马拉雅的构造变形组构特征的研究对于深入理解碰撞造山带演化与高原隆升具有重要构造意义。本文综合GCT泽当-琼结段断层的宏观与微观变形特征,对断裂带石英脉、围岩中石英和云母矿物的电子背散射（EBSD）组构及断层两侧岩石磁组构（AMS）特征进行对比分析。结果表明对AMS主要贡献来自顺磁性云母、绿泥石等,磁化率各向异性椭球体以压扁状为主,磁面理与构造面理（劈理、断层面）基本重合,显示较强的构造变形磁组构特征;磁线理优选方向近南北向,且与观测北向逆冲断层方向一致,揭示剪切作用在变形过程中的持续作用。研究发现泽当地区GCT附近石英微观结构从围岩至断层区,石英至少呈现3种不同类型的微观变形机制：围岩区溶解蠕变、断裂带石英以膨凸重结晶和亚颗粒旋转重结晶作用为主。断裂带石英的c轴EBSD组构指示变形为低温（300~400℃）环境,其中黑云母的结晶学优选（CPO）与磁组构主轴优选方向存在高度的一致性,进一步证实了顺磁性矿物黑云母对AMS的主要贡献。综合研究表明泽当地区GCT的韧性变形是断层处在中上地壳韧性带的活动阶段变形的结果,也代表了特提斯喜马拉雅在碰撞、高原隆升期的变形主要特征。