地理学视角下土地利用/覆被分类发展探讨

随着对地观测和互联网技术的发展,地理大数据时代正在到来,其多尺度、长时序、多模态等海量“超”覆盖数据为土地利用/覆被（Land Use/Land Cover, 简称LULC）分类及变化检测带来巨大的机遇,支撑着新时代人、地两大系统相互作用关系的认知和实践。然而,多数地理学者认为地理学基本原理与核心思想并未因为大数据的到来而发生本质性变化。所以,从地理学基本原理角度理解LULC分类的发展,尤其在地理大数据时代的发展方向,不失为一条可行的途径。为此,本文从区域、尺度、综合三方面的地理学基本原理视角将LULC分类技术的发展划分为地球观测数据匮乏阶段、人类行为数据融合阶段以及地理大数据“超”覆盖阶段分别探讨分析,以期主动把握LULC分类技术及应用的未来发展趋势。研究结果显示：在地球观测数据匮乏阶段,LULC分类多以类型还不丰富的遥感数据源,在空间分辨率较低的像元尺度上,进行以地表覆被状态为主的分类;发展到人类行为数据融合阶段,LULC分类在城市区域率先出现了对地观测数据和人类行为数据相融合,在街区尺度上进行以空间功能异质性划分、识别为主导的城市功能区分类;在地理大数据“超”覆盖阶段,LULC分类将实现多尺度协同、面向全空间的功能异质性划分,并在主体功能的基础上融合“社会-经济-自然”多维定量属性,本文称之为“空间场景”。希望本文的探讨能够为地理大数据时代LULC分类的新技术发展和新产品应用提供有益启示。     

西天山松湖铁矿床磁铁矿标型特征及其对矿床成因的限定

松湖铁矿床位于新疆西天山伊犁地块东北缘阿吾拉勒成矿带西段,赋矿围岩为下石炭统大哈拉军山组安山岩及安山质火山碎屑岩。现有研究对于该矿床成因尚有争议,焦点在于是否存在矿浆(或岩浆)成因磁铁矿。据此,系统采集松湖铁矿床内各类典型矿石开展详细的磁铁矿标型特征研究,并利用LA-ICP-MS技术分析了磁铁矿的微量元素组成。结果表明:浸染状与块状矿石中磁铁矿具有高V、Ni、Ti含量,低Al、Mn、Co、Zn、Sn含量等岩浆磁铁矿地球化学特征;而条带状与角砾状矿石胶结物中磁铁矿Mg、Al、Mn、Zn含量高,V含量相对较低,各元素含量均与矽卡岩型矿床中的热液磁铁矿相当。磁铁矿包裹体爆裂温度指示:浸染状及块状矿石中存在两期包裹体,形成温度分别为328℃~397℃和424℃~485℃;条带状及角砾状矿石中粗粒磁铁矿包裹体数量较少,形成温度为343℃~385℃。综合矿物标型特征,认为各类矿石中浸染状矿石形成温度最高,其次为块状矿石,再次为角砾状矿石,条带状矿石形成温度最低,这也是各类矿石在松湖铁矿床成矿过程中的形成顺序。岩相学及微量元素地球化学特征均证实松湖铁矿床形成过程中存在矿浆成矿阶段,晚期热液成矿以高温火山热液充填交代成矿为主,而非沉积成矿。综合矿床地质及磁铁矿标型特征,认为松湖铁矿床成因类型应属火山岩浆-热液复合型铁矿床。     

汶川大地震中广元市水库震害调查与分析

汶川8.0级特大地震对四川省广元市的水库造成了不同程度的破坏和重大的经济损失.依据广元市水库地震灾害的现场科学考察资料,对该市53座次高危以上险情的水库进行了震害调查与分析、震前病害统计与分析,可以发现:大多数水库土石坝在震前处于带病运行状态;水库的震害主要包括坝体变形、大坝渗漏、泄水建筑物和附属设施损毁等;地震烈度、震中距、修建年代、土石坝坝型与几何构型,以及水库震前的运行状态是影响水库震害程度的主要因素.该研究丰富了水库土石坝震害的基础性资料,并提出了改进水库土石坝抗震性能设计的建设性意见.     

山西灵丘县刁泉银铜矿流体包裹体特征及成矿流体演化

刁泉银铜矿位于华北克拉通中北部,燕山造山带与太行山造山带的交切部位,为一矽卡岩型银铜矿,其成矿作用从早到晚划分为矽卡岩期、石英-硫化物期、碳酸盐期3个成矿期,并可进一步划分为5个成矿阶段.本文对石榴子石矽卡岩,含石英脉花岗岩、蚀变斑状花岗岩、黑云母石英二长岩等岩石以及矿石中的石榴子石、石英、方解石开展了详细的流体包裹体特征观察、测温及激光拉曼光谱研究.该矿床流体包裹体类型丰富,主要类型有富气相包裹体、富液相包裹体和含子晶包裹体.石榴子石和石英中的流体由高温高盐度流体和较低温中低盐度流体两种组分构成,方解石中主要为低温低盐度流体.石英流体气液两相包裹体均一温度峰值出现于200~220℃区间.石榴子石中不同类型包裹体有近似的均一温度(380~420℃),表明矽卡岩期流体的沸腾及其在矿液沉淀和矿质卸载上的重要性.该矿床流体包裹体的盐度(%NaCleqv)整体变化范围很大,介于0.2%~64.0%,从早期到晚期均一温度和盐度均呈下降趋势.石榴子石中流体包裹体密度分布于两个区间,而其在石英中的密度分布范围较广,在方解石中的密度分布则最为集中.估算矽卡岩期流体包裹体最低捕获压力为23~66MPa,按照静岩压力计算对应的流体深度为0.9~2.6km;石英-硫化物期5~46MPa,按照静水压力计算的流体深度为0.5~4.6km,Mo矿化主要发生在1~3km,而Cu-Ag矿化主要发生在0.5~1.5km.刁泉银铜矿为一与浅成低温热液有关的矽卡岩型矿床.     

软土场地地铁车站结构地震反应特性振动台模型试验

作为地铁车站结构地震破坏机制大型振动台系列模型试验之一,开展了近、远场强地震动作用下软弱粉质黏土场地框架式地铁车站结构体系的大型振动台模型试验。测试分析了模型地基的加速度、孔压、地表震陷和模型结构的加速度、应变、水平位移反应等。结果表明：地震波在模型地基的传播过程中呈现出自下而上低频增大、高频减小的现象;强地震动作用下模型地基的基频明显降低,呈现出明显的低频聚集（放大）、高频滤波效应;模型地基的孔压比增长较小,在不同特性地震动作用下模型地基孔压比的发展过程存在较大的差异,并显示出显著的空间效应;近、远场地震动作用下模型地下结构的加速度反应存在明显差异,模型地下结构对软土地基地震动加速度反应的影响具有显著的空间效应;模型地下结构相对变形小、未出现明显上浮现象,地震动频谱特性对其侧墙的变形模式和大小存在显著的影响;模型结构中柱为地震损伤最严重部位;模型结构整体损伤情况较轻、处于非破坏状态。     

均质土坝非平稳随机地震反应分析

考虑地震荷载的随机性及强度、频率的非平稳性,基于作者提出的适用于非平稳随机过程的一般随机地震动模型,采用虚拟激励法,建立了非平稳随机地震反应分析方法,并将其应用于某实际均质土坝动力分析中。土石坝及坝基体系采用整体有限元离散,坝体和坝基材料的动力非线性性能以等效线性化方法考虑。首先,基于目标加速度时程的强度和能量信息,确定了作为输入的加速度时—频演变功率谱密度;其次,比较了确定性时程动力分析和非平稳随机分析的结果,探讨了频率非平稳随机地震激励下的土石坝地震反应特性;最后,比较了2种不同坝基条件下的土石坝非平稳随机地震反应,探讨了频率非平稳随机激励下的土石—坝基动力相互作用。分析结果表明：地震动的频率非平稳性对土石坝动力反应有一定影响;坝体—坝基动力相互作用在地震过程中的不同阶段表现有所不同,主震阶段的相互作用显著。     

西天山阔拉萨依铁矿火山岩地球化学特征及其地质矿产意义

阔拉萨依铁矿大地构造位于西天山造山带西段伊犁-中天山板块南缘,矿体赋存于石炭系大哈拉军山组火山岩系内。对火山岩开展了系统的岩石学和地球化学研究。结果表明,火山岩属高钾钙碱性-钙碱性系列,富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE),亏损高场强元素(HFSE,如Nb、Ta、Ti),具有活动大陆边缘火山岩的地球化学特征。不同火山岩的地球化学特征类似,为同源岩浆演化的产物。岩浆源区为经过俯冲带流体改造后的富集地幔楔,且有俯冲板片沉积物参与其部分熔融过程,岩浆在上升过程中受到了地壳物质的同化混染作用,并且发生了结晶分异作用。根据岩石组合和地球化学特征,推断阔拉萨依铁矿火山岩形成于南天山洋向伊犁-中天山板块俯冲的活动大陆边缘环境。结合前人研究成果和矿床地质特征,认为阔拉萨依铁矿是火山作用的产物,具有火山岩型铁矿床的特征。      

汶川大地震中德阳市水库土坝的震害特征

汶川特大地震给四川省德阳市水库土坝造成了不同程度的震损。依据德阳市境内66座高危以上险情水库土坝震害考察资料和现场震害调查结果,对震损水库土坝进行了分类统计,研究其震害特征及震损原因,结果表明：小型水库均质土坝在此次地震中震损数量最多、险情严重,且震害类型丰富;典型震害包括裂缝、滑坡、沉陷、渗漏以及泄水建筑物与其它附属设施损坏。以德阳市3座典型震损水库土坝为例,分析了水库土坝的基本情况、震前运行状况及震损情况,进而提出了有效的震后抢险措施。     

考虑流固耦合的水中结构物地震反应方法

基于运动控制体的雷诺输运定理,采用任意拉格朗日-欧拉描述推导控制流体运动的Navier-Stokes方程;提出考虑流固耦合效应的水中结构物地震反应计算方法,并以水中垂直板的地震反应为例,阐明流固耦合体系的求解方法.分析地震动频率和水深对场地土-结构-流水构成的流固耦合系统动力反应的影响,结果表明:采用不可压缩流算法的Navier-Stokes方程能够合理模拟流场的位形变化,并保证流固耦合计算的收敛;考虑流固耦合作用使得结构地震反应幅值明显增大,并使频谱特性发生改变;水深对流固耦合效应的影响较大,并具有明显的非线性特征.     

深厚场地大型桥梁桩基础随机地震反应及可靠性分析

以苏通长江大桥主墩特大型群桩基础为研究背景,考虑地震动的不确定性,将地震激励作为平稳随机过程,采用随机地震反应分析方法,对深厚场地上群桩基础受上部桥墩荷载下的地震反应进行研究。土体动力非线性性能采用等效线性化方法考虑。由于桥墩惯性作用以及软土土层对桩身位移的约束作用,地震激励下桩身位移呈三角形分布。土体位移与土体和基础间距离有关,桥墩-桩-土相互作用对基础两侧1.5倍基础宽度的土体位移有较大影响。桩体内力反应结果表明,桩顶及桩身上部剪力及弯矩均较大,边桩剪力显著大于中间桩剪力。此外,基于强度破坏准则,对以桩身屈服剪力作为控制指标的群桩基础动力可靠性进行了分析。