“嫦娥一号”第一幅月面遥感影像撞击坑特征

撞击坑是月表的主要地貌形态,按普通碗状型、中心隆起型、平底型及同心圆型4种类型描述"第一幅月面图像"上月表撞击坑的形态特征.应用遥感专业图像处理软件,结合白赛尔大地主题反算法,实现撞击坑分布及直径信息提取.研究发现,研究区域的撞击坑直径主要集中在300～700 m.而且撞击坑空间分布不均匀,直径越小,分布越密集.     

月表撞击坑自动识别与提取的新方法及其应用

月表撞击坑是月球最显著的地质构造特征。随着不同月球探测器探测数据的丰富与数据质量的提高,月表地质信息挖掘成为月球科学领域重要的研究内容。月表分布广泛的撞击事件的撞击机理研究和月表地质单元的地质年龄的判定等科学问题都离不开对撞击坑的研究。因此,对撞击坑进行识别和特征参数提取是挖掘以上月表地质隐含信息的基础和关键。针对目前用于撞击坑识别和特征参数提取的方法存在效率低下、应用范围有限等种种缺陷,提出了一种新的月表环形构造识别和特征参数提取方法,并且实现了定量自动化处理。首先,根据撞击坑环形构造特征,利用坡度指数提取坑壁多边形矢量要素;其次,提出并采用环形构造最小外包矩形法提取撞击坑的伪中心与伪直径;然后,以伪中心为中心点向外搜寻并确定撞击坑坑缘顶点;最后,利用三点定圆法确定撞击坑的中心位置和直径大小。以嫦娥一号CCD相机影像数据和利用CCD立体相机制作的DEM数据为数据源,选取不同区域、不同类型的月表撞击坑进行试验,并将计算结果与目前研究成果进行对比。结果验证表明,此方法可以推广到月表其他表面,并可应用于月表撞击坑形成机理研究和利用撞击坑大小频率分布测量的方法确定月表地质单元的地质年龄工作中。     

月陆地区次级撞击坑特征及年龄统计方法

通过撞击坑的大小频率计算月表的地质年龄是一种行之有效的方法,包括累积分布法和相对分布法。其中累计分布法在已知撞击坑直径范围的基础上,可分为3种年代函数计算月表的地层单元,分别是Melosh 和 Vickery 1989 (直径大于4 km 撞击坑), Neukum 1983(直径大于1 km撞击坑)和李坤等2012(直径小于1 km 撞击坑)。应用高分辨率影像SELENE TC(10m/pixel)数据,完成了Apollo 14及Apollo 16登月区域地层单元的解译,并应用撞击坑直径频率统计方法获取同一地层单元的形成年龄。通过与Apollo登月区域样品同位素年龄对照,得出Neukum 1983(直径大于1 km撞击坑)相对于其他几种方法更加准确,同时分析了撞击坑的退化、次级撞击坑影响等相关问题。     

利用小型撞击坑测算月球地质单元撞击年龄

撞击坑统计方法是估计行星表面年代的一种有效方法。利用小尺度撞击坑大小频率分布测定撞击年龄,并分析了计算模型的不确定性、撞击坑的退化、次级撞击坑影响等相关问题。选用嫦娥二号获取的虹湾地区高精度影像数据进行验证,确定该区域退化参数为350 m,直径小于30 m时次级撞击坑密集分布,使用350 m以上的撞击坑计算得到撞击年龄为3.16 Ga,误差控制在0.1 Ga以内。     

Apollo 11和嫦娥四号着陆区撞击坑退化对比分析

Apollo 11和嫦娥四号(Chang'E-4)是人类探月历史上的里程碑,它们的着陆区分别位于月球正面和背面.对两个着陆区内不同退化程度撞击坑的统计和对比分析有助于揭示研究区域的地质年龄和演化历史,对月球地质研究有着重要的意义.本文使用LRO NAC影像和DTM产品对两个着陆区附近1 km2范围内撞击坑的退化进行分析...     

月表撞击坑形成过程数值模拟理论与方法

数值模拟是研究撞击坑形成过程的一种主要方法,尤其是认识撞击坑形成机制的重要手段。撞击坑形成过程数值模拟的基本原理是用离散方法描述物质在高速撞击作用下的运动及状态,在模拟中首先将物质与空间划分成离散的网格,在每一次迭代计算中逐步求解各个网格的形变、运动与状态改变的规律。牛顿运动定律、物质的连续体模型与热力学方程是撞击坑形成过程数值模拟的理论基础,牛顿运动定律以偏微分方程的形式贯穿在离散化的网格空间中,物质的连续体模型将物质的屈服强度与破裂、温度、孔隙、振动等联系起来,而热力学方程则通过其他热力学参数计算网格单元内物质的压强与物质所处的状态。     

基于激光测高数据的月表撞击坑自动检测方法

撞击坑是月球表面最醒目和最重要的地质构造标志.基于遥感影像的撞击坑检测方法受到数据本身的局限,遗漏检测的情况比较严重.激光测高数据可以快速构建全球的数字高程分析(DEM),为撞击坑检测提供丰富的几何形态信息.利用激光测高数据,提出了兼顾准确性和完整性的撞击坑自动检测方法.首先采用松散耦合的形态约束检测候选撞击坑,再利用机器学习的相关理论来提取正确的撞击坑.其中,提出基于可变尺度的撞击坑检测算法,以有效解决叠置撞击坑的检测问题;提出基于决策树的机器学习方法,以解决从候选坑中有效提取正确撞击坑的问题.实验证明了整个流程和关键技术的可行性和有效性.通过研究,实现高效、准确的月表撞击坑检测,充分挖掘探月卫星提供激光测高数据,向后续月球地质地貌研究提供具有准确性和丰富形态信息的基础数据.     

月表澄海—静海区遥感地质分析

月海盆地作为月球表面重要的地貌单元,分析其玄武岩喷发历史和构造作用,对于了解月球演化有着重要的意义。文中以澄海和静海两个相连通盆地为研究区,通过对LRO的DEM数据进行处理,获得两个月海的地形特征。基于Clementine多光谱数据处理,提取TiO2、FeO含量和成熟度分布图。经过对嫦娥一号CCD影像数据并结合LRO和LO全色波段影像的解译,提取了研究区126条月岭和114条月溪,并对比Cle-mentine提取的重力分布图,对其展布形式进行研究。综合分析结果表明,两个盆地虽然相邻连通,但岩性和构造分布有着明显的差别,玄武岩喷发不同期次界限明显,且澄海玄武岩年龄普遍晚于静海,相通处玄武岩与静海北部玄武岩同源。澄海中的线状构造展布形式与静海中的明显不同,呈现出一定规律,与质量瘤的有无及重力展布形式有关。     

基于多源遥感数据的月球表面LQ-2区域撞击坑分布特征分析

撞击坑是月球表面最为普遍且显著的地貌单元和地质构造标志,其形态和布局特征蕴含了月球形貌发育演化的关键信息.基于中国探月工程获得的嫦娥一号CCD、嫦娥二号CCD影像数据和LOLA激光高度计等影像数据,结合专家知识,以LQ-2为研究区识别直径>10 km的撞击坑共计589个.并从撞击机理和撞击能量大小两个方面对坑物质类型及...     

典型岩溶区地下水系统重金属元素分布特征浅析——以广西坡月地下河为例

地下河为岩溶地下水系统的重要组成部分,为查清典型岩溶区地下水系统中重金属指标的含量变化及空间分布特征,文章以广西坡月地下河系统为例,通过不同断面两次采样分析,重点剖析地下河系统在水文地球化学作用下,地下水中以“五毒”元素及Zn、Al和Mn为代表的重金属元素含量。分析结果表明:坡月地下河水体pH值在7.34～8.10 之间,水体中“五毒”元素、Zn、 Al和Mn的检出含量极低或未检出,质量浓度均远小于国家地下水环境质量标准中的Ⅲ类水质标准,适合各种用途。检出含量较高的点主要为地下河明流段或补给区地表水,含量最高分布在坡心地下河出口水体,其原因是坡心地下河系统区内工矿企业和其它经济活动干扰相对较强,特别是工矿企业的矿石和尾矿渣的露天堆放（如金矿）是引起地下水中重金属元素的检出或超标的重要因素。      

松花石基本特征及其分布

松花石形成于独特的地质环境中,有着悠久的历史文化,曾做为"御砚"和"朱批"的专用砚。本文重点介绍了松花石的主要基本特征,生成环境及其分布、开发研究现状。     

基于撞击坑自动识别的月球雨海北部地区(LQ-4)月海玄武岩定年研究

月球表面定年研究对于理解和重建月球地质演化历史具有关键作用,撞击坑尺寸频率分布法(CSFD)是通过统计区域内不同尺寸撞击坑密度得到特定地质单元的绝对地质年龄。雨海北部地区(LQ 4)包括雨海北部、冷海西部地区以及风暴洋东北部等月海,位于雨海西北边缘的虹湾是中国嫦娥三号卫星预选软着落区,文中综合使用3种方法从影像和地形数据中自动提取了该区内的撞击坑。利用Clementine光谱数据对雨海北部和风暴洋东北部内玄武岩进行了分区,利用撞击坑尺寸频度法(CSFD)法得到每个玄武岩分区内的定年结果。对比该地区之前的定年数据后发现,使用自动识别结果得到的各分区定年结果新老整体趋势上与之前研究结果基本一致,但存在一定偏差。根据自动识别定年结果,认为该地区玄武岩新老顺序大致为：雨海东部(3.56 Ga)-虹湾(3.38 Ga)-风暴洋东北部(2.74 Ga)-雨海西部(2.63 Ga)-柏拉图坑(2.37 Ga)。结合撞击坑自动识别技术和CSFD法,形成了一条利用影像和地形遥感数据快速得到月球表面地质年龄的方法,为月球年代学研究提供一种新途径。     

福建浅海潮流沙脊分布及形态特征

福建浅海海砂资源丰富,沿海岸线分布广且资源量大,主要以潮流沙脊为主。对潮流沙脊的形态和分布特征进行研究,有利于海砂资源的勘查开发以及对资源量进行合理评价。基于福建海域多波束全覆盖资料,利用ArcGIS的ArcMap对多波束资料进行配准和数据化,对区内潮流沙脊的形态特征进行初步分析。结果显示,福建浅海潮流沙脊形态上长宽分别在2.8～31.3、1.9～12.3 km之间,面积在3.7～200.9 km2之间;分布上由北往南、自西向东,走向由东西向变为北东—南西向,沙脊发育规模逐渐增大且沙质变好,近岸以粉沙为主,远岸以沙为主。对比沙脊主体长与宽,将福建浅海潮流沙脊划分为A型（长度＞10 km,宽度＞5 km）、B型（长度＞10 km,宽度＜5 km）和C型（长度＜5 km,宽度＜5 km）3种类型。综合福建浅海潮流沙脊分布及形态特征,海砂资源勘查时可优选南部远岸区域。     

基于岩体精细化描述的围岩分类及力学参数概率分布特征分析

针对目前水电站地下厂房工程中不同围岩分类方法存在评价结果不一致、围岩力学参数存在室内试验值与实际情况不吻合的现象,现推荐采用岩体精细化描述体系对围岩岩体结构进行定量化评价。将常用围岩分类方法(RMR、Q、RMi、GSI、BQ、HC)评价指标予以归纳分组,并通过各组内不同指标对比分析获得围岩分类方法中的基础评价指标。以大岗山水电站主厂房某区段为分析对象,采取现场岩体精细化地质素描与后期数据挖掘、拟合相结合方法,并依据评价指标间的关联关系,获得了基础、非基础评价指标的分布概型及对应参数,实现对该段围岩岩体精细化描述认知;基于精细化描述结果,应用Monte Carlo法生成符合各评价指标分布概型的大量随机数,而后参照各分类方法评价思路与评分流程,得到评价指标在各分类方法对应的大量随机评分值,通过归纳统计获得不同围岩分类方法评价结果的分布概型;基于各围岩分类方法评价结果与力学参数值之间的关联关系实现对力学参数概率特征分析。该分析方法与思路可为类似工程围岩质量及力学参数的精确确定提供一定借鉴,并可为实现围岩支护极限状态设计提供必要的原始参数支持。     

中国主要铀矿类型、特点及其空间分布

中国铀矿床通常划为四大类型,即花岗岩型、火山岩型、碳硅泥岩型、砂岩型。本文根据一些火山岩型铀矿的形成环境与火山岩浆活动关系不大,主要受火山岩浆活动之后的中酸性斑岩侵入活动控制的事实,辟出斑岩铀矿类型;斑岩型与花岗岩型、火山岩型铀矿是并列关系。花岗岩型和斑岩型铀矿归为构造控制型铀矿,火山岩型、碳硅泥岩型和砂岩型铀矿归为层位控制型铀矿。中国铀矿在空间分布上,具有成带成片、相对集中、不均衡分布特点,以SN向贺兰山—龙门山—小江断层带为界,可划分为东部滨太平洋铀成矿域、西(北)部古亚洲铀成矿域、西(南)部特提斯铀成矿域。滨太平洋铀成矿域可进一步划分为华南铀矿省、华北铀矿省和东北铀矿省。西(南)部的特提斯铀成矿域,工作程度低,找矿潜力尚待深入研究。西(北)部古欧亚大陆铀成矿域,有西北铀矿省。4大铀矿省内共划分出18个成矿带(区)。以火山岩、斑岩型铀矿为主的成矿带主要分布在我国东部靠近沿海的滨太平洋构造岩浆活动带内,以花岗岩型铀矿为主的成矿带则主要分布在我国中东部多期构造—岩浆活动带内,以碳硅泥岩型铀矿为主的成矿带主要分布在扬子陆块北部和东南部边缘地带和南秦岭地带,以砂岩型铀矿为主的成矿带主要分布在我国北部陆相沉积盆地内。铀成矿带(区)分布的不均匀性,不仅受区域成矿地质背景、保矿条件等因素控制,而且还与当前地质勘查工作程度、经济技术条件有关。     

煤层气在储层中的流态分布特征

煤层气流态是表征煤层气在介质中流动难易程度的阶段量。综合前人研究经验,借助煤层气流态方程推演解译,对煤层气流态界限进行了划分,总结出煤层气在储层中的流态按渗透率k和运移距离L分布的规律。这为煤层气合理开发方案的制定具有一定的现实意义。     

祁连山冻土区天然气水合物岩性和分布特征

2008~2009年实施的“祁连山冻土区天然气水合物科学钻探工程”,已完成DK-1、DK-2、DK-3和DK-4孔的钻探任务。施工期间多次钻获天然气水合物实物样品,证实祁连山冻土区存在天然气水合物。祁连山冻土区天然气水合物主要以裂隙型和孔隙型2种状态产出。基于天然气水合物存在的10个方面的特征,认为天然气水合物赋存层位主要为中侏罗统江仓组,产于冻土层之下,主要储集于133.0~396.0m区间,储集层岩性多以粉砂岩、油页岩、泥岩和细砂岩为主,含少量中砂岩。钻孔中天然气水合物纵向分布不具有连续性,钻孔间横向分布规律不明显。岩石质量指标(RQD)统计结果显示,RQD低值区与天然气水合物储集层段具有较好的一致性,表明裂缝系统对于该区天然气水合物的分布具有重要的控制作用。     

青藏铁路沿线多年冻土分布特征及其对环境变化的响应

针对青藏高原特殊的自然气候条件,按照地形、地貌把青藏铁路沿线多年冻土分为15个区段,并分别介绍了各个区段多年冻土特征. 结果表明：在外界环境变化,包括全球气候变暖及工程活动的双重效应下,青藏铁路沿线多年冻土及其存在状态发生了极大变化,这些变化主要包括年平均气温升高、多年冻土退化、热融灾害增加、寒区工程病害不断加剧等. 多年冻土及其存在状态发生变化不但导致生态环境恶化,而且对青藏铁路沿寒区工程的安全运营、维护及发展提出新的挑战.