基于GIS-GOCAD耦合技术的三维地质建模

常规GIS技术建立的伪三维模型不能满足复杂地质体三维建模的需要,也不能用于三维数值模拟计算.GOCAD采用离散平滑内插方法(DSI)计算三维图形中线段或三角形的节点位置,降低了线或面的粗糙程度,实现了真三维模型的构建.为了充分发挥GIS空间数据处理能力和GOCAD真三维建模能力,研究基于GIS-GOCAD耦合技术的三维地质建模,实现了从GIS的2D数据结构到GOCAD的3D数据结构的自由转换,提升了GOCAD的三维地质建模能力.选取成兰铁路(成都—兰州)龙门山段作为示范研究区,建立其三维地质模型,直观、立体地展示了研究区地质体结构的宏观基本形态,并为进一步的三维数值模拟奠定了几何模型基础.     

典型绿洲土地利用/土地覆被变化的可视化模拟初步分析

新疆绿洲集中了全疆90％以上的人口和95％以上的社会财富。绿洲土地利用和覆盖变化(LUCC)在新疆生态环境变化中起到主导作用,它直接影响着新疆社会经济的稳定与可持续发展。充分认识绿洲环境变化需要成熟的技术和有效的方法,规划与决策同样需要有效的交流途径和方式。目前,地图、遥感和GIS结合的应用方法,已经非常普遍应用到地理要素的空间分布研究中,并有效地揭示景观要素的空问分布、相互关系和时空模式。由于这些方法表现三维景观时,容易产生空问信息的丢失和理解的困难,且不易再现环境的动态变化。GIS结合虚拟现实技术(VR)可以充分利用两者的优势,可模拟真实景观和再现时空变化过程。本文以三工河绿洲为例,针对新疆典型绿洲的LUCC,对GIS与VR技术结合的方法进行了探索,提出了新的认识典型绿洲LUCC的途径,为有效地认识和研究绿洲环境变化、设计和规划它的未来,提供了动态交互的可视化模拟分析手段。     

城市边缘区乡村景观评价方法研究

乡村景观评价作为乡村景观规划与设计的一项基础工作，其根本任务是建立一套指标体系对乡村景观所发挥的经济价值、社会价值、生态价值和美学价值进行合理评价，揭示现有乡村景观中存在的问题和确定将来发展方向，为乡村景观规划与设计提供依据。该文从城市边缘区乡村景观的特征出发，根据城市边缘区乡村景观所具有的3个层次功能，构建了包括社会效应、生态质量、美感效果三方面的评价指标体系。在此基础上建立综合评判模型，应用于北京市海淀区5个乡镇。     

动态柔性地物三维模拟理论与方法新探

针对地学动态柔性物体建模,提出GIS流素与柔性体元(GIS Flow Element and Soft Voxel)的概念,作为动态柔性地物的基本模拟单元。当忽略体积时,称为GIS流素(FE);当强调体积时,则称为GIS柔性体元(SV)。GIS流素与柔性体元三维模拟基于计算机图形学中的粒子与元球技术,区别在于GIS流素与柔性体元具有明确的地学意义,并基于地学模型突出反映地学规律。现实世界中,水流、泥沙、雪花、云雾、泥石流、熔岩流、草原等均可用(7)IS流素进行模拟,而构造运动中岩层的挤压、扭曲变形、生物体、树木随风摆动等可用GIS柔性体元进行模拟。该文以水流与土壤模拟为例,论证该方法的应用前景。     

三维地质建模若干基本问题探讨

由于地质数据及其应用本身所具有的复杂性、不确定性、信息不完备等特点,使得三维地质建模成为制约三维GIS研究及其应用的主要瓶颈之一。讨论三维空间数据模型的设计,提出“多元数据—多方法集成—多层次干预”的“三多”建模思路;从建模尺度、数据源、建模工具等方面对建模方法进行分类;分析三维地质建模的关键技术,包括三维地质模型构建、海量模型数据操作和多元数据一体化耦合显示;针对三维地质建模系统的开发提出6项建议,分析近期三维地质建模的研究热点。     

山区小流域景观生态规划及生态设计——以济南市锦云川小流域为例

景观生态规划与生态设计是应用景观生态学研究的热点之一。依据景观生态学的基本原理，阐述了小流域景观规划的目标、原则和步骤，分析了小流域景观规划的原理和方法。不合理的景观结构是小流域生态退化的主要原因，因此，小流域景观生态规划建设应对景观结构进行优化调整，注重景观资源保护和维持流域生态平衡，最终实现小流域生态、经济和社会的可持续发展。并以济南市锦云川小流域为例进行分析。     

三维景观GIS几何建模方法——以无锡唐城为例

本文实现了以 4D测绘数据 (DEM、DOM、DLG、DRG)为基本数据源的无锡唐城古建筑三维数字景观GIS。同时 ,在三维GIS传统三维空间数据模型的基础上 ,提出面向对象的三维建模点对象的划分不同与二维GIS中的点对象 ;针对基于面状的三维GIS,提出有向曲线构建面状复杂单体的几何建模方法是较为简捷的途径。     

沪版新教材应用GIS助推地理实践力的案例研究——以"利用三维GIS观察典型地貌形态"的实践活动为例

随着新课标的颁布和新课程的实施,如何在教学中将地理实践力“落地生根”成为一线中学地理教师的关注点之一。本文以沪版高中地理新教材必修第一册第四单元的实践活动“利用三维GIS观察典型地貌形态”为例,应用谷歌地球GIS软件平台,对疏勒河冲积扇这一典型地貌的模拟考察活动进行教学设计,以期展示基于地理信息技术培养地理实践力的具体做法与过程,为一线地理教师提供参考。     

ArcScene校园三维场景的建立

1.三维建模概述三维建模并不只是简单地利用软件建立一个立体三维的物体模型,更多的是根据周围人文、地理环境等进行三维景观建模。早期的三维建模是随着“数字地球”、“数字城市”的提出以及发展而相应产生的。随着城市规划的发展以及地理信息技术的不断加速,三维景观建模主要涉及到城市规划、水利工程、区域重建、广场改造、校园规划等领域。由于三维景观建模不但要考虑艺术性和观赏性,更要考虑地形、水体、植被、土地利用情况等。三维景观建模技术越来越需要地理信息技术的支持。基于编程技术的建模通常采用VRML、Java3D、Cult3D、Shockwave3D等方式。每种方法的优缺点各异,适用范围也不同。     

时空行为数据的GIS分析方法

基于时间地理学的概念模型,建立时空路径分析的GIS数据模型,并通过GIS三维可视化工具,实现了个体时空路径的三维可视化.运用2007年北京城市居民日常活动调查数据,对所提出的数据模型和方法进行实验.结果表明,时空行为数据的GIS分析方法有效地集成了GIS的空间分析和三维可视化功能,为人类时空行为数据的直观表现和分析提供了有效的技术手段.最后,讨论和展望了时空行为数据GIS分析方法的研究方向.     

Establishing a national standard for 3D topographic data compliant to CityGML

This article describes a research project that realised a national standard for 3D geo-information. The standard was developed as part of a pilot in which more than 65 private, public and scientific organisations collaborated to analyse and push 3D developments in the Netherlands (run between March 2010 and June 2011). The 3D standard was established through several steps. First, a comparison between the existing 3D computer-aided design and GIS standards was carried out that selected the Open Geospatial Consortium (OGC) standard CityGML as the optimal 3D standard to align to. Second, the equivalent concepts in CityGML and the existing national standard for large-scale topography (Information Model Geography [IMGeo]) were identified. Third, IMGeo was extended to 3D following the principles of CityGML Application Domain Extensions. The model was tested by applying it to real data. Based on the experiences of this pilot, this article proposes a framework of guidelines and principles for extending CityGML for national purposes, deduced from the modelling experiences. This is a unique contribution since experiences on extending CityGML are new and not well described in the OGC CityGML specifications. Finally, this article presents the change requests (CRs) which have been submitted to OGC to make the CityGML standard more suited for integration with existing 2D topographic information models. The CRs were formulated based on experiences from developing this nationwide 3D standard.     

LiNi1/3CO1/3Mn1/3O2的合成及其表征

以共沉淀氢氧化物Mi1/3Co1/3Mn1/3(OH)2和Li2CO3为原料合成了锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2.用XRD、SEM和电化学性能测试对材料的结构、形貌及电化学性能进行了表征.试验结果表明,850 ℃烧结20 h所合成的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2样品的层状结构明显,颗粒形貌清晰,其首次放电容量达到143.8 mAhg-1,循环40次的平均容量衰减为0.72%/次,循环性能较好.循环伏安实验表明,该材料在3.9 V附近出现了一对对称性好的氧化还原峰.     

干旱区油蒿生物量凋落分解与土壤呼吸

生物量的凋落分解与土壤呼吸影响流沙基质中CaCO3的淋溶和淀积。为研究腾格里沙漠油蒿群落中土壤CaCO3的形成,对油蒿当年生物量的凋落分解与土壤呼吸进行了探讨。结果表明：在腾格里沙漠,固定沙地上油蒿当年生物量[（41.51±1.76）g·m-2]显著高于半固定沙地[（32.31±0.92)g·m-2],固定沙地上油蒿叶量籽量和[（32.89±1.34)g·m-2]也显著高于半固定沙地[（19.32±0.64)g·m-2];但不同立地油蒿叶量和籽量的分解速率均大于0.6692 g·g-1·a-1,且油蒿的凋落物需要4.48 a才能达到分解最大值。另一方面,油蒿半固定沙地、油蒿固定沙地和油蒿+冷蒿固定沙地的土壤呼吸速率均存在显著差异;统计分析表明,油蒿+冷蒿固定沙地土壤呼吸速率最低[（7.37±1.07)mg CO2·m-2·h-1]可能与油蒿+冷蒿固定沙地土壤中较高的pH值和较低的土壤呼吸脱氢酶活性有关。可见,干旱区油蒿群落越到固定阶段,凋落量越大,释放的Ca2＋越多,土壤呼吸速率越低,土壤中的pH值越高,而这越有利于土壤中CaCO3的形成。     

基于3S的豫北内黄县近30年来植被覆被变化研究

运用3S技术,分析和探讨了河南省内黄县1979—2007年的植被覆盖度变化特征。结果显示,该区30年间的植被覆盖度变化显著。具体为:高覆盖度和中高覆盖度逐年上升,而中覆盖度、低覆盖度和极低覆盖度出现不同程度的降低,中覆盖度降低的幅度较小,而低级覆盖度下降幅度较大。结论表明研究区的生态环境质量呈现不断上升的态势。一方面反映了人口增长和经济建设需求对植被覆被变化的积极影响,另一方面反映相关部门重视生态环境的建设,研究区人口素质提高环保意识增强。     

艾比湖流域大气水汽时空分布特征及收支

基于中尺度区域模式ResCM3计算出艾比湖流域2006年大气中水汽含量时空分布特征及其收支情况,并结合土地利用和高程数据定性分析地表状况等因素对艾比湖流域水汽输送的影响进行分析.结果表明(1)流域下垫面状况是影响可降水量年度分布的重要因素.艾比湖流域水汽含量由高到低依次是艾比湖湖区、东部谷地、东北沙漠区、南部山区;(2)1月和7月的水汽含量与温度的分布十分吻合,表明热量是影响水汽季节分布的重要因素;(3)艾比湖水汽通量存在明显的月、季分布特征,春季水汽收支表现为"亏损";冬季为"盈余";夏秋季波动很大;(4)艾比湖流域经向、纬向水汽输送特征明显,全年水汽输送量基本上仅由纬向水汽输送量提供,经向水汽输送量接近零值.(5)从全年尺度上计算,艾比湖流域全年度水汽收支为负,水汽收入为一51 418.048 mm,全流域平均水汽收入为-1.078 mm/km2,大气收支显"亏损".     

基于高分辨率遥感影像评估县域地质灾害人口易损性——以广州市萝岗区为例

人口易损性研究的目的在于鉴别出易损的人群并为灾害管理者提供决策依据。然而,在以往的地质灾害人口易损性评估中,所用数据几乎全来自统计数据,其评估结果精度往往只能达到次一级的行政区划。对于难以获得统计数据的区域,人口易损性评估难以进行。鉴于此,本文提出基于遥感技术的解决方案。该方案包括图像融合、图像解译、人口易损性模型构建、人口易损性计算等主要内容。在人口易损性评估中,人口分布是一个必要且重要的因素。为了获得真实有效的人口数据,利用统计模型方法进行人口估算,考虑到人口活动的时空分布特征,提出"基于土地利用的人口活动强度指数"作为新指标替代原有的人口数学密度反映人口分布。其它两个参与评估的指标包括距离医院的距离和年龄结构。应用指数加权方法,本文对广州市萝岗区进行了人口易损性评估,结果显示低、较低、中、较高、高人口易损区分别占萝岗区总面积的61.80%、25.29%、5.18%、5.21%和2.51%。     

碳酸锶-碳酸钠系熔盐相图研究

在碱金属碳酸盐熔盐中加入碳酸锶是抑制熔盐燃料电池中氧化镍阴极腐蚀的手段之一。研究含碳酸锶的碳酸盐熔盐系相平衡对碳酸盐熔盐燃料电池的电解质配方有参考价值。报道了用差热分析和目测法测量的Na2 CO3-SrCO3系熔盐相图的结果。结果表明碳酸锶在碳酸钠中存在有限固溶度 ,所形成的中间化合物Na2 Sr(CO3) 2 在 75 8℃异分熔化     

基于ArcGIS Engine的钻孔三维精细地质模型自动构建方法研究

针对ArcGIS软件复杂钻孔三维精细地质模型自动构建研究存在的不足,该文在简要分析MultiPatch三维空间数据模型和深入研究复杂钻孔三维空间精确定位方法的基础上,探讨了基于ArcGIS Engine的复杂钻孔三维精细地质模型自动构建工作流程,并从空间精确定位、属性精细表达两个层面对钻孔三维精细地质模型构建算法进行了设计与实现.经软件功能研发及实际应用检验表明,该研究能够有效实现复杂钻孔精细地质属性特征的三维空间精确定位及多尺度精细表达,为应用ArcGIS Engine自动构建复杂钻孔三维精细地质模型提供了一种新的有效途径,也可为基于ArcGIS Engine的复杂地质体三维可视化建模及精细地质属性表达研究提供应用借鉴.