地下空间数据挖掘与虚拟现实

目前,地理信息系统处理空间数据多停留在点、线、面三类二维的地表数据,对离散或连续的真三维数据进行处理尚处于初步研究阶段。本文基于ArcGIS9.2版本中新开发的Extrude Between模块的拉伸封闭多边形面功能,以某校区地下87个离散钻孔数据为例,进行三维虚拟实现:首先,进行空间数据的挖掘,即对87个钻孔数据通过预处理,进行对具有特异值的各个钻孔数据层空间内插,生成具有深度属性的各层等高线,最终生成模拟各地层上表面形态的TIN;然后,虚拟实现真三维数据的可视化及体视化,达到对地下实体空间进行逼真模拟,反映该校区地形、地貌、地层分布以及水文地质特征。     

广东省某水电站上坝公路、进厂房公路地质灾害影响评估

通过对广东省某水电站公路两侧存在的地质灾害-滑坡进行稳定性分析,并结合区域地质情况对该电站上坝公路、进厂房公路两侧存在的地质灾害现状进行了评估;最后,对评估区进行了分区,同时针对不同分区提出不同的治理方案.     

基于模糊综合评判的Hoek-Brown强度准则修正及应用

阐述了岩质边坡岩体力学参数研究的意义,介绍了国内外常用的几种岩体力学参数的确定方法,但其准确性值得商榷和论证。针对Hoek-Brown强度准则D值的确定存在的困难,基于模糊综合评判,对产生扰动的影响因数综合考虑,确定了依托工程的D值,工程应用表明更加接近实际情况,并且探讨了岩质边坡的岩体以滑动面为界限划分扰动区与非扰动区的合理性,克服了其他公式的不足。以利比里亚邦矿铁矿岩体力学参数研究为例,分别用计算出的修正参数和其他几种方法进行计算分析对比,结果表明所计算出的修正D值更能反映实际的扰动程度,并论证了划分扰动区与非扰动区的合理性和意义,具有重要参考价值。     

3S技术支持下的小型遗址提取方法

针对仅利用地物光谱分析方法不能识别某些小型遗址的现状，提出基于地物空间关系知识，多源信息复合提取遗址的思路获取目标信息。以安徽省巢湖柘皋地区为例，利用SPOT-5卫星影像和地形图数据，综合运用3S技术进行小型遗址信息提取研究。经过和巢湖文管部门普查记录对比，证明了该方法有效性。该方法可缩小遗址探查范围，为考古普查工作节约大量时间、人力和物力。     

水岩作用下泥质板岩软化非线性机制研究

水岩作用下泥质板岩表现出明显的软化特征。通过单轴压缩试验分析了泥质板岩软化过程中单轴压缩强度、弹性模量和泊松比与吸水时间之间的关系；借助核磁共振试验研究了水岩作用下泥质板岩软化过程中孔隙的产生、扩展和贯通规律，分析了泥质板岩软化过程中孔隙度与吸水时间之间的关系；采用电镜扫描试验分析了水岩作用下泥质板岩软化过程中微观结构的演变规律，基于分形理论研究了不同浸泡时间下泥质板岩分形维数的变化规律；运用非线性动力学理论，选取微观结构孔隙形状分维值、孔隙度、单轴抗压强度、弹性模量作为描述泥质板岩与水溶液相互作用系统的变量，建立了水岩作用下泥质板岩的软化模型，结合试验数据验证了模型的适用性。结果表明：泥质板岩单轴抗压强度、弹性模量随吸水时间增大而减小，呈负线性相关，而泊松比与吸水时间之间的关系不明显；在浸泡初期，水岩作用强烈，泥质板岩内部微孔隙会发生扩展贯通进而形成更大尺寸的孔隙，孔隙度在浸泡初期增长较快；随着浸泡时间的延长，水岩作用减弱，孔隙度增长速率趋缓；随着吸水时间的推移，泥质板岩内部孔隙相互连通，进而形成复杂网状结构的大孔，泥质板岩分形维数呈对数增长，最终趋于稳定；采用非线性模型计算的结果与试验数据较接近，说明泥质板岩的软化过程具有明显的非线性动力学特征，利用非线性动力学模型可以较好地表征水岩作用下泥质板岩的软化规律。研究成果可为软岩?水相互作用理论研究提供参考。     

江汉和江南西部春玉米涝渍指标及风险评估

以江汉和江南西部地区春玉米为研究对象,利用研究区域内57个气象站1961-2012年的逐日降水量资料、春玉米生育期资料和春玉米涝渍灾情资料,筛选春玉米不同生育时期的涝渍灾害样本。采用多元线性回归分析方法,定量分析当前过程降水量和前期降水量对春玉米涝渍灾害的影响,并据此构建当量降水量。基于正态分布的Lilliefors检验和t-分布区间估计方法,计算不同生育时期、不同等级涝渍灾害的当量降水量指标阈值,由此构建该区域春玉米不同生育时期的涝渍灾害等级指标并进行独立样本验证。在此基础上,利用信息扩散理论风险评估方法,计算各站点的春玉米涝渍致灾风险指数。结果表明:当前过程降水量和前2旬降水量对该区域春玉米涝渍灾害有显著性影响;构建的区域春玉米涝渍等级指标能够较好地反映实际受灾情况,指标验证结果与历史记录有较高一致性;出苗-拔节期和拔节-抽雄期发生春玉米涝渍灾害的风险相对较低,抽雄-成熟期为春玉米涝渍灾害的高风险时期,高风险区域主要位于湖北省恩施市、宜昌市西南部、荆州市西南部以及湖南省张家界市北部。     

全新世巢湖沉积物炭屑记录的火环境变化

通过对巢湖湖泊沉积岩芯不同粒级炭屑浓度和磁化率等指标变化的研究,揭示了全新世以来的区域火环境变化及人类活动影响。结果表明：① 全新世早期,气候由寒冷干旱向温暖湿润过渡,但仍较为干旱,炭屑浓度也相对略高,火活动比较频繁,地方性和区域性火时有发生;② 全新世中期是最温暖湿润的适宜期,炭屑浓度出现全新世以来的低值,火活动微弱,但在文化兴盛时期炭屑浓度出现峰值,则归因于人类活动的影响;③ 全新世晚期,在气候趋于凉干的环境背景下,人类活动的增强更加剧了火活动的频率和强度,炭屑浓度大幅增加;④ 近200 a炭屑浓度的降低可能与湖区附近已没有足够生物量引起火灾有关。     

基于Fisher判别的南方双季稻低温灾害等级预警

为了建立南方双季稻低温灾害综合预测预警技术体系, 基于南方双季稻种植区1961—2010年708个气象站的逐日气象资料、水稻生育期资料和低温灾害发生的气象行业标准,采用Fisher判别分析法、因子膨化法、相关性分析法,利用SPSS软件构建早稻春季低温灾害高风险区 (Ⅰ区) 未来10 d、晚稻寒露风高风险区 (Ⅰ区)、主灾区 (Ⅱ区) 未来5 d的低温灾害发生等级逐日滚动预警模型。其中,1961—2009年资料用于模型构建和回代检验,2010年资料用于模型的外延预测。结果表明:早稻、晚粳稻、晚籼稻Ⅰ区平均外延预测基本一致准确率分别达到90.5%,74.2%,80.3%,晚粳稻、晚籼稻Ⅱ区平均外延预测基本一致准确率分别为89.4%和80.3%。构建的南方双季稻低温灾害逐日滚动预警模型的外延预测基本一致准确率多超过80%,等级预测检验误差总体上在1个等级以内,模型评价效果较好。     

全新世以来浙江地区史前文化对环境变化的响应

对浙江地区史前文化的时空分布进行比较研究, 发现4000 cal. a BP前本区史前文化遗址在空间上不断扩大, 较为显著的扩大曾发生过两次, 一次发生在马家浜-河姆渡文化时期, 另一次发生在良渚文化时期;同时以河流谷地为通道, 史前文化从西向东不断向沿海扩展。4000 cal. a BP后, 以马桥文化为代表的各史前文化地域明显收缩, 东向沿海扩散的趋势终止, 同时伴随有南北两种不同模式的生产方式和经济形态转变。浙江地区史前文化分布与全新世海面波动有显著的关系, 尤其是杭州湾两岸的史前文化遗址分布与海面变化的关系最密切, 7000 cal. a BP 以来的低海面-海退成陆过程为史前居民提供了广阔的陆地生存空间。浙江地区史前文化变迁与环境变化在时相上具有一致性, 对比天目山千亩田泥炭和东海内陆架泥质沉积的环境演变记录表明, 4000 cal. a BP前浙江地区史前文化的东向地域扩展是在全新世气候适宜期背景下进行的, 是农业文明和海洋文明共同作用下的扩展和延伸;而4000cal. a BP后史前文化的地域收缩是在气候干冷和沿海海洋环境恶化的背景下发生的。以上初步证明浙江地区史前文化的发展、扩张和收缩与环境变化呈显著的正相关, 而气候环境变化正是引起上述这种变化以及生产方式和经济形态变化的深层次原因。因此, 气候环境成为浙江史前文化变迁的重要影响因子, 其对文化的分布、传播、扩展和演变等都产生了重要影响。     

巢湖流域新石器至汉代古聚落变更与环境变迁

以GIS为手段,在对巢湖流域新石器中晚期至汉代聚落遗址时空分布特征进行分析的基础上,探讨流域内古聚落变更对环境变迁的响应关系.研究表明,巢湖流域新石器中晚期至汉代古聚落变更的规律主要表现为,随着时代推进聚落遗址从高海拔逐渐向低海拔地区转移并向湖泊靠近,这种变更响应于中全新世以来流域气候由温暖湿润向温和干燥的发展,以及由此导致的巢湖湖泊收缩、水位持续下降和生活范围扩展,反映了在气候变化的大背景下,地貌演化和水文条件的改变对古聚落变更的影响;而各时期聚落遗址西多东少的分布格局,则与流域东部极易受河道摆动和洪涝灾害影响的地貌条件有关.因此,气候变化成为巢湖流域古聚落变更的重要激发因子,对古聚落的分布、扩展、演变都产生了重要影响,古聚落变更对环境变迁的响应明显.