基于DEM小流域复杂网络的黄土高原地貌自动识别研究

地貌识别,对于人类建设,地质构造研究,环境治理等相关领域都有着重要意义。传统的基于像素单元或面向对象的地貌识别方法存在局限性。由于流域小单元具有表面形态的完整性,在地貌演化中具有明确的地理意义,基于流域小单元的地貌识别成为了该领域的一个新热点。然而,基于传统地形因子的地貌识别方法使用的因子往往较为单一或者在地学描述上存在重复性,目前尚无针对流域小单元进行空间结构描述和拓扑关系特征量化的地貌识别研究。基于此,本文基于DEM进行水文分析并通过坡谱方法解决了小流域稳定面积难以确定的问题,在黄土高原样区提取了181个稳定小流域。根据复杂网络理论和地貌学原理提出了流域加权复杂网络的概念和相应的8个定量指标用于流域空间结构的模拟和量化描述。最后采用了基于决策树的XGBoost机器学习算法进行地貌识别,实验对于黄土高原主要地貌类型的识别显现出较好的效果,Kappa系数为86.00%,总体精度达到了88.33%。对于地貌形态特征明显的地貌,复杂网络方法其顾及空间结构和拓扑特征的特性导致了其较高的识别性能,精度和召回率都在90%~100%之间。通过与前人的研究进行对比,其识别结果亦呈现出较高的精度,这些都验证了流域加权复杂网络是一种基于流域小单元地貌识别的高精度且有效的方法。     

基于南海定点观测数据的强风场特性研究

为了满足我国海洋工程抗风设计需求,在南海某海洋平台定点开展了原型测量工作。通过对海面上82 m和29 m两处开展实测工作,获得了冬季寒潮和超强台风"尤特"影响下的风场现场实测数据。利用非平稳过程分析方法对两类强风过程的脉动风分量、湍流强度、阵风因子、湍流积分尺度和脉动风谱等风场特性进行了分析。验证了脉动风分布的高斯性,给出了湍流强度与阵风因子的非线性拟合参数,分析了不同高度处风场特性剖面变化规律,证明了脉动风实测谱与Von Karman经验谱的良好拟合关系。     

青藏高原天然气水合物遥感探测研究

介绍了天然气水合物的遥感探测方法,即:首先选择适当的ETM+、ASTER以及Quickbird等遥感图像,分析可见光、短波红外、热红外波段的影像特征,反演地表温度;然后结合野外调查和前人资料,寻找天然气水合物的直接和间接遥感解译标志,进行遥感解译。研究结果表明,青藏高原天然气远景区出现的几种遥感解译标志包括:地表上空高温异常(尤其是水体上空)、泥火山、沼泽地水体中大量气泡和棕黄色沉淀物,以及碳酸盐化、粘土化等指示信息。本研究为进一步开展大规模天然气水合物遥感调查和圈定靶区提供了基础方法。      

应用递进分析法对广州金沙洲地区地质灾害的评价分区

广州金沙洲地区自2007年以来,发生多起地面塌陷及地面沉降地质灾害,严重威胁居民的人身和财产安全。本文首次采用递进分析法,高精度的对金沙洲地区岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害进行评价分区,并分别从地质灾害发育度、潜势度、危险度及危害度四个方面进行研究,对金沙洲地区地质灾害情况进行评价。研究结果显示：金沙洲地区地质灾害主要为岩溶地面塌陷和地面沉降,潜在因素为区内可溶岩的广泛分布及地下水作用,直接诱发因素为人类工程活动。本研究将金沙洲地质灾害易发程度分四个等级。     

松辽盆地徐家围子断陷沙河子组地震相研究

松辽盆地徐家围子断陷沙河子组处于断陷早期,受断陷影响较大.针对研究区的实际情况,根据地震反射终止关系,将沙河子组划分出了5个地震层序,即Sq1~Sq5.利用地震反射的内部结构和外部几何形态,结合地震同相轴等各类参数,在目的层内识别出楔状发散、席状平行、席状披盖、丘状前积、丘状空白和丘形乱岗状6种地震相,并描述其特征.通过综合解释,把地震相转换为沉积相.结果表明,沙河子组主要发育有辫状河三角洲、扇三角洲、湖泊和湖底扇等沉积体系.     

电子探针和LA-ICP-MS技术研究内蒙古浩尧尔忽洞金矿床毒砂矿物学特征

毒砂的主微量元素组成可以用于判断元素的赋存状态,探讨元素在不同阶段的活化迁移行为.内蒙古浩尧尔忽洞金矿床是产自白云鄂博群黑色岩系中的一个超大型金矿,发育重要载金矿物毒砂和斜方砷铁矿.前人利用传统粉末溶样法对矿石进行同位素分析,探讨了成矿物质来源,但金的迁移富集机制尚未获得解决.为探讨该矿床金迁移富集过程,本文在矿相学的...     

柴达木盆地北缘果可山石英闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及其成因

柴达木盆地北缘果可山地区石英闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb定年获得的206 Pb/238 U加权平均年龄为247±3 Ma。石英闪长岩由斜长石(55%~60%)、石英(15%~20%)、角闪石(10%~15%)和黑云母(5%~10%)组成,属准铝质-弱过铝质系列(A/CNK=0.95~1.02),具有I型花岗岩特征。样品富集轻稀土元素和大离子亲石元素(K、Rb、Cs、Ba、Th等),相对亏损重稀土元素和高场强元素(Nb、Ta、P、Ti等),类似弧岩浆岩。样品中MgO含量(2.04%~2.44%)和Mg#值(48.9~51.9)均高于变玄武岩/变泥岩在1~4GPa压力下部分熔融形成的熔体,且包含大量暗色包体,这暗示它们可能是由角闪岩相下地壳部分熔融产生的岩浆和富集地幔来源的岩浆发生混合而成。低的锆石Ti温度和高Ce~(4+)/Ce~(3+)比值,表明其结晶自低温、高氧逸度岩浆,岩浆形成过程中可能有富水熔体/流体的加入。在花岗岩构造环境判别图解上,样品均落在火山弧环境;同时,样品La/Nb比值(2.27~2.64)与活动大陆边缘区高La/Nb比值(2.0)特征相吻合。结合区域地质背景分析,我们认为果可山石英闪长岩形成于古特提斯洋向北俯冲的活动大陆边缘弧环境。     

磨刀门河口环流与咸淡水混合层化机制

为研究磨刀门盐水混合层化特征,基于SCHISM模型,建立了三维盐度数值模型,根据实测资料对其进行验证。结合水体势能异常理论,对枯季磨刀门河口混合层化的时空变化特征及深槽与浅滩的层化机制差异进行分析。结果表明:磨刀门河口小潮时水体层化最强,中潮时水体层化最弱,且拦门沙至挂定角段水体层化始终较强。磨刀门深槽水体层化主要受纵向平流、纵向水深平均应变和垂向混合影响,而浅滩水体层化则受横向平流、横向水深平均应变和垂向混合影响;磨刀门河口表、底层水体湍动能耗散率较高,而中间水层存在低耗散区,且涨潮时湍动能耗散率比落潮时大。     

基于人工神经网络的多特征因子路网匹配算法

在综合考虑多个特征因子的线要素匹配时,根据经验知识确定各特征因子的权值会造成人为误差。针对该问题,本文提出了基于人工神经网络的多特征因子路网匹配算法,根据线要素的几何和拓扑特性选取长度、方向、形状、距离及拓扑5个特征因子的相似度作为路网匹配参考因子。首先,分别在参考图层和待匹配图层中选取样本数据组成样本对,计算样本数据的5个特征因子相似度,用样本数据的5个特征因子相似度和样本的匹配度组成学习模式对;然后,利用BP神经网络的误差反向传播机制自动学习调整各神经层之间的连接权值;最后,输入全部数据,计算参考图层的弧段和待匹配图层的弧段间的匹配度,实现综合多特征因子的路网匹配。实验结果表明,利用人工神经网络进行综合多特征因子的路网匹配可以提高匹配效率和匹配准确度。     

豫北“21·7”极端暴雨过程特征及成因分析

利用探空、地面自动站、多普勒雷达等观测资料及ERA5再分析产品,对2021年7月17—22日豫北地区的极端暴雨过程进行分析。结果表明,极端暴雨过程具有强降水持续时间长、降水强度极端及地形影响明显等特征。极端暴雨过程发生于稳定的大尺度天气形势下,在日本海高压西伸及台风烟花(2106号)、查帕卡(2107号)西北行背景下,黄淮低涡外围加强北上的东南急流/偏南急流为强降水的发生提供了异常充足的水汽、能量条件,对流层中低层暖湿平流强迫、叠加地形影响的强动力辐合抬升作用及低空弱冷空气扩散南下是形成强降水的重要条件,而大气“强-弱-强-弱”的对流不稳定层结特征转化说明强降水过程中存在着两种互补的物理机制。不同阶段极端短时强降水(小时降水量≥50 mm)对流系统的形态结构和发展演变特征不同,但从雷达回波的垂直分布来看,系统均具有“低质心”特征,质心强度≥55 dBz且≥50 dBz强回波垂直伸展至5～8 km、持续时间1 h以上。强降水对流系统在太行山前30 km左右范围内的后向发展特征明显,一方面与地面西行偏东风/东北风在太行山绕流作用下形成的地形辐合线不断南伸有关,另一方面也与强降水冷池效应促使...