基于GF-2卫星数据的矿山开发信息自动提取

我国高分系列卫星数据因具有重访周期短、价格低廉、精度较高的特点,在矿山开发监测工作中得到了广泛的应用。本文在深入了解高分二号卫星数据特征的基础上,以甘肃永登县为例,利用机器学习模型中支持向量机算法(Support Vector Machine,SVM)自动提取矿山开发信息,在处理的遥感影像上进行样本采集,借Matlab平台对样本及影像数据进行归一化、降维处理(PCA)。利用SVM模型进行信息自动提取过程中,选取径向基核函数(RBF),运用量子粒子群算法进行参数寻优,最终对提取结果进行野外调查。查证结果表明利用SVM模型进行矿山开发信息自动提取是可行的。该研究为国产数据在矿山监测应用中提供了新的思路。     

基于数值计算的测斜仪监测误差分析

测斜仪在边坡深部位移监测中应用比较广泛,但其监测结果存在一定误差。已有测斜仪监测误差研究多是针对系统误差进行,缺少针对测斜仪监测数据计算原理引起的误差进行的研究。基于测斜仪监测数据计算方法原理与数值分析中常微分方程Euler解法的一致性,讨论了造成测斜仪监测误差的原因。分析结果表明:测斜仪监测误差与测斜仪监测初始值、测量分段长度和位移变形曲线形状有关;测斜仪监测初始值变化将给监测带来误差;测斜仪测量段长与监测误差呈线性关系,误差随测量段长减小而变小;当位移变形曲线为直线时,误差为0;当位移变形曲线为单-凸曲线或凹曲线时,监测误差随曲线变形程度和孔口变形位移增大而变大;测斜仪位移变形监测误差为累积误差,孔口误差大于孔底误差。在使用测斜仪监测时,为了减少监测误差,建议将每次监测初始值设为固定值,并尽可能减少测量段长。     

基于断层滑动数据古应力反演的影响因素及其误差分析

古构造应力场是构造动力学研究中的一个重要内容,且断层滑动数据古应力反演已经成为古构造应力场恢复研究中比较常用的重要方法之一。近年来,断层滑动数据古应力反演方法研究和应用取得了一系列重要进展,但有关反演结果的解释仍存歧义,反演结果的影响因素及其误差范围等并未得到深入研究与定量分析。本文总结指出,影响断层滑动数据古应力反演结果的主要因素包括变形体制、剪切破裂面类型、断层面的形态以及地质体内薄弱面的存在等。在此基础上,分别对新生断层和先存薄弱面滑动数据的古应力反演综合误差进行了定量分析。研究指出,在可以大致厘定变形体制或误差在允许范围内的前提下,将断层滑动数据反演结果解释为应力状态是合理可行的。各种因素导致的反演误差定量分析表明,同一期构造应力场形成的破裂面滑动数据的古应力方位反演误差最大不超过35°。换言之,在没有证据表明存在不同期次的应力作用情况下,主应力方位变化小于35° 的应力状态,可以划归同一期应力场。     

基于高分卫星数据的龙泉湖水质富营养化分析与评价

为了研究成都市水质富营养化情况,选取了龙泉湖作为研究对象,通过对龙泉湖实地采集水样以及高分一号实时遥感影像数据进行处理,准确地评价出了龙泉湖水体所处的富营养级别。通过对龙泉湖实地数据进行水样参数浓度测量以及实地光谱曲线处理,获得相关的水质反演所需的敏感波段或者波段组合,得出了5个水质参数的反演公式,既而对校正预处理过的高分一号遥感数据进行富营养等级评价。在对各个评价的指标参数进行分析后,选择适合龙泉湖富营养状态评价的叶绿素chl_a、总磷TP、总氮TN、透明度SD、高锰酸盐CODmn五个参数指标,利用综合营养状态指数法对整体水域进行水质富营养化评价,得出龙泉湖目前处于中度营养状态,并初步进行了准确性分析论证。     

基于年尺度的新疆车尔臣河流域各气象要素对水面蒸发影响分析

根据新疆且末县气象站多年平均水面蒸发量及相关常规气象观测资料,利用灰色关联度法分析各气象要素对水面蒸发的影响程度。结果表明各气象要素对年均水面蒸发量的影响程度从大到小的排列顺序为日照时数>风速>气压>气温>总云量>相对湿度>水汽压。从气象因素角度出发,为区域水资源优化调度提供参考。     

分析Nudging对辽宁地区降尺度的影响

利用分析Nudging方法,选取辽宁省2015年7月和10月作为夏季和秋季代表月份,开展不同分辨率嵌套网格上的分析同化试验,研究在不同分辨率的嵌套网格上使用分析Nudging对地面要素降尺度模拟的影响。结果表明,采用分析Nudging后,可以明显减小WRF模式模拟高空要素与大尺度背景场的差异,使模式在长时间的积分过程中能够与大尺度背景场保持很好的一致性,且在12 km和4 km分辨率上均采用分析Nudging相对于仅在36 km分辨率嵌套上采用分析Nudging效果更好。对于地面要素影响方面,不同分辨率嵌套网格采用分析Nudging相对于控制试验均可以提高地面2 m温度、相对湿度、10 m风速和降水的模拟准确度。总体来看,分析Nudging应用于12 km分辨率上的降尺度效果整体最优,当进一步在4 km分辨率嵌套上使用分析Nudging后,反而使得模式对温度、降水的模拟变差,说明在区域气候降尺度中,考虑大尺度背景场本身的分辨率,不宜在高分辨率嵌套网格上进一步采用分析Nudging。     

基于Sentinel-1卫星数据的北极西北航道通航适宜性分析

北极西北航道对北极资源开发与世界贸易格局有重要影响。针对当前西北航道通航适宜性时空变化分析研究中时空分辨率低、时效性差等问题,利用2015—2019年每年9月及2019年8月1日至9月20日的Sentinel-1 SAR数据,基于k均值非监督分类方法反演了十米级高空间分辨率海冰密集度。通过长时序宏观跟踪和短时序精细分析西北航道全线通航窗口,并以70%的海冰密集度作为阈值,测算了西北航道经过重要海湾及海峡累计不可通航的次数。结果表明：西北航道的航情随冰情而变,通航能力尚不稳定。具体来说,西北航道的冰情呈现东轻西重、南轻北重的格局,不可通航节点个数东少西多、南少北多。2018年9月西北航道通航情况最差,高于可通航阈值的海冰覆盖面积占总航道面积的35.24%,共有10个不可通航节点。2016年和2019年9月的通航情况较好,阿蒙森湾—科罗内申湾—毛德皇后湾—维多利亚海峡—富兰克林海峡—皮尔海峡—巴罗海峡—兰开斯特海峡段航道（航道C）可实现全线通航。进一步通过小尺度时间窗口研究发现,西北航道的最佳通航窗口为8月下旬至9月上旬,期间共出现3条全线通航的航道;最佳通航路线为航道C,其连续通航时间长达30天。     

基于多尺度遥感数据估算地表通量的方法及其验证分析

地表水热通量(显热通量、潜热通量)的遥感估算在全球气候变化、水资源、生态环境等研究领域具有重要的应用价值.MODIS数据的空间分辨率较低(热红外波段星下点为1 km),而地球表面的几何物理属性又具有高度非均匀性,因而在实际应用中面临较严重的尺度问题.探讨了多源卫星数据(中高分辨率Landsat TM与中低分辨率MODIS)相结合佑算像元通量的2种方法,分别利用高分辫率的地表分类及植被指数信息在混合像元内部进行亚像元处理,以提高非均匀地表混合像元的通量估算精度.研究数据来自于2008年黑河流域综合实验获取的遥感数据和辅助数据,验证数据来自于实验期间获取的不同下垫面的地表通量数据,包括涡度相关(EC)数据,以及大孔径闪烁仪(LAS)数据.计算结果表明,2种方法皆可在下垫面不均匀或者地表类型较复杂的情况下得到比较明显的纠正效果,纠正后的通量与观测更加接近.相比之下,利用植被指数分解温度的方法适用性更广,纠正效果更好.在地面验证中,对比分析了EC和LAS数据在TM尺度和MO-DIS尺度通量验证的适用性.LAS数据测量尺度与MODIS卫星像元尺度相匹配,可以直接验证MODIS通量计算结果,EC数据虽然可以直接验证TM计算的通量,但与MODIS数据对比,还需要进行尺度转换,即先用EC验证TM通量,然后将TM通量降尺度,与MODIS进行对比.最后对利用LAS验证通量的不确定性进行了分析,发现图像中LAS测点的几何定位误差以及LAS测量路径中像元的选取都对验证结果有一定影响.     

基于尺度律的裂隙网络生成及其对地下厂房稳定性的影响分析

以锦屏二级为工程背景,通过对猫猫滩闸址区域内断层的统计,得到断层数量与尺度的幂律关系,并通过分段线性拟合的方法估算了断层系统的尺度-数量分维发现,当断层迹长 0.1 km时,分维 0.487 5;当断层迹长 0.1 km时,分维 1.496 1。通过该尺度律关系,结合蒙特卡洛法,推演了更小规模的节理的空间分布。运用DDA数值计算程序,分析并模拟了大水沟地下厂房的开挖过程,获得了高度节理化的由开挖引起的应力、位移变化图。     

MN长度误差及方向偏差对EH4视电阻率的影响

在EH4工作中,MN误差会导致视电阻率误差。有学者曾推导出MN长度误差引起的视电阻率相对误差公式,但公式的推导过程与实际工作有一定的偏差。MN方向偏差、MN长度误差及方向偏差同时存在对EH4视电阻率的影响,却未见报道。因此,这里对MN长度误差、MN方向偏差、MN长度误差及方向偏差同时存在引起的EH4视电阻率相对误差进行理论推导和数值计算。研究表明,EH4视电阻率误差随着MN误差的增大而增大;当存在MN长度误差时,MN长度误差为负的视电阻率相对误差比MN长度误差为正时大。     

人类活动对洪水计算的影响分析

本文通过分析人类活动对径流的影响及人类活动对雨洪规律的影响,提出了现状条件下暴雨洪水的产汇流计算方式。通过多年的实践表明,在洪水计算过程中,根据流域实际情况,变动洪水计算方式,选择适当的计算参数,再考虑水利工程运用等各方面的条件,可以大大提高洪水预报精度。     

流量测验误差分析及对推求设计洪水的影响

流量是综合开发利用水资源的一项重要基础资料,通过研究其误差来源与误差规律性,不但对水资源开发利用的相关设计具有重要意义,其对于水文测验科学技术水平的提高和发展也是非常重要的。由实测流量资料推求设计洪水,由于实测流量资料存在的误差,对推求的设计值将产生不同的影响。本文较全面地分析了流量测验的误差来源、性质和分类,根据《河流流量测验规范》的相关内容,对流量测验误差进行了较全面的分析,总结探讨了流量测验的总不确定度的计算、流量各单项误差试验资料的收集及分析、计算,还研究了流量测验误差对推求设计洪水的影响。结果表明：由原始数据采用适线法推求参数,在用实测资料推求设计洪水时,由于资料的误差会使所推求的设计洪水值系统偏大于真值一般情况下,正常测验的流量高水资料的相对误差的均方差不到10%甚至小于5%,由于流量资料误差而使所推求的设计洪水偏大不到5%。正常情况下收集的流量资料的误差对推求设计洪水影响较小。但应尽量减少资料的测验误差,提高资料测验的精度以满足国家各部门的需要。     

速度误差对时间偏移和深度偏移的影响分析

地震数值计算表明:地震速度模型出现误差,对时间偏移和深度偏移有不同的影响,且深度偏移结果的误差往往大于时间偏移的误差,影响了深度偏移方法的广泛应用。根本原因在于时间偏移使用的是均方根速度,而深度偏移使用的是层速度,因此在速度模型相同的情况下,层速度的变化远大于均方根速度的变化。地震数值模拟分析同时说明,深度偏移结果的误差还取决于地下介质的结构和岩性。当界面二边速度差异比较大时,速度摄动值δ引起深度偏移结果的误差,远大于界面二边速度平缓变化的情况。深度成像的误差等于速度摄动值δ和界面二边速度对比度vi+1/vi的乘积。     

基于FDTD数值技术分析反向障碍物对探地雷达采集数据的影响

为了分析与雷达探测方向相反方向的障碍物对雷达采集数据的影响,以探地雷达理论为基础,运用时域有限差分法（FDTD）,建立相应的地质模型,进行探地雷达二维正演模拟。结合工程实例,对福建某隧道的雷达探测数据进行分析研究。研究结果表明,在使用探地雷达进行目标体探测时电磁波并非仅向探测方向发射和传播,在天线的四周都会有电磁波发射出来,而非探测方向上的电磁波将会对雷达采集的数据产生一定的影响,干扰数据解释人员解译的准确性。因此在使用探地雷达和解译雷达数据时,要了解现场环境和剔除干扰波,做到对探测目标体的正确判断。     

鄱阳湖高水还湖对水位影响的计算与分析

根据高水还湖对湖水位影响的物理机制,建立了以湖泊水量平衡方程为基础,包含高水还湖减少入湖水量、加大湖盆容积、降低湖水位、减小出湖流量等因素的湖水位效应计算模型。计算不同内涝条件下高水还湖的水位效应值,揭示了水位效应与圩区内涝的关系。     

激光能量密度对LA-ICP-MS分析数据质量的影响研究

LA-ICP-MS分析矿物元素含量时激光能量密度会影响样品的剥蚀速率,从而影响测试过程的信号强度。激光能量密度变化对测试数据精确度的影响,以及不同天然矿物对激光能量密度的响应尚需进一步明确。本文测定了不同莫氏硬度天然矿物可稳定剥蚀的最小激光能量密度,评估了193nm ArF准分子激光系统中能量密度对地质标准样品(NIST SRM614、USGS BCR-2G、USGS GSC-1G)和天然矿物测试数据质量的影响。研究结果表明:①稳定剥蚀石英和萤石所需的最小激光能量密度为4～5J/cm~2,低于前人的报道值(10J/cm~2),而稳定剥蚀其他矿物(如滑石、磷灰石、刚玉等)所需的最小能量密度一般在1～2J/cm~2;②不同激光能量密度剥蚀条件下,标准样品中大部分微量元素测试结果与推荐值的相对误差小于20%,相对标准偏差(RSD)小于10%,而天然矿物中含量1μg/g的大部分微量元素测试数据的RSD小于20%;③在一定范围内,激光能量密度越大,数据平均相对误差越小,整体质量更好。     

基于PHPP计算的外窗形式设计对整窗传热性能的影响分析

窗户的热工性能对被动房整体的节能效果有很重要的影响。而在德国被动房能耗软件PHPP的计算中,玻璃边缘以及窗框与墙体连接处的线性热桥对整窗的U值也有明显的影响。本文对比研究了窗户在面积相同的情况下,窗框设计对整窗传热性能产生的影响。     

基于测角-测距误差对直伸导线的精度影响研究

导线测量是工程控制测量中最常用的方法之一.本文主要研究在矿区的直伸导线的测角、测距误差对导线精度的影响,通过沿X、Y方向布设附合导线,并根据协方差传播率和均方误差分别计算测角、测距的误差,对各组误差进行统计比较分析,可以得出:横向误差(即测角误差)是导线测量过程中的主要误差来源,对导线测量的精度影响也较大,且导线测量精度的大小与导线布设的方向无直接关系.     

速度误差和地震噪声对最小二乘逆时偏移的影响分析

随着勘探开发目标的日益精细化和复杂化,基于反演理论的最小二乘逆时偏移逐渐成为目前的发展趋势。为了使最小二乘逆时偏移更好地为油气藏的勘探开发服务,分析其不同条件下的成像效果,有助于在实际资料处理过程中指导处理人员做出适当的调整。为此,针对实际勘探过程中出现的偏移速度误差以及地震资料中存在噪声的情况,对比了最小二乘逆时偏移在不同条件下的成像效果。结果表明:在偏移速度存在系统误差的情况下,界面成像深度会出现误差,成像剖面难以反映实际构造形态;平滑后的偏移速度误差对最小二乘逆时偏移影响远小于偏移速度的系统误差,适当平滑可改善成像质量,但是过分平滑会影响成像质量;最小二乘逆时偏移能够压制部分噪声,但随着地震记录中噪声增强,弱反射逐渐被淹没,难以反映地下构造形态。