数据同化算法研究现状综述

近年来,全球环境变化对人类生存影响日益突出,为了加强对陆地一大气一海洋的监测,全球对地观测系统计划（GEOSS）和全球环境与安全监测计划（GMES）等相继被提出。数据同化算法作为连接观测数据与模型模拟预测的关键桥梁也得到了迅速发展,显著标志新的数学研究成果不断被引入数据同化算法中。在国家重大科技基础设施项目“航空遥感系统——地球科学数据处理软件系统”需求背景条件下,梳理遥感数据同化算法的国内外发展现状,明确数据同化算法开发的技术主线和重点内容,稳步推进数据同化算法理论研究和软件开发。     

集合—变分数据同化方法的发展与应用

近年来,集合—变分数据同化方法已成为大气数据同化领域研究的热点问题.该方法能够综合利用集合卡尔曼滤波和变分同化的优势,是实现“集合预报和数据同化一体化”的有效途径.在分析变分同化和集合卡尔曼滤波优缺点的基础上引出集合—变分数据同化的概念;按照不同实现方式,将集合—变分同化分为协方差线性组合和增加控制变量2类,介绍了相应的研究进展,并将集合—变分同化概念拓展;然后介绍了集合—变分同化在英美两国的应用;最后回顾了集合—变分同化研究的主要问题,展望了未来的发展趋势.     

Application of Atomic Spectrometric Methods Coupled with Gas Chromatography for Geochemical Exploration

This paper presents a scheme of analysis for bottom sediments based on inductively coupled plasma-atomic fluorescence spectrometry and arc discharge atomic emission spectrometry combined with instrumental pyrolysis and gas chromatographic methods (head space analysis) for determining organic matter. The experimental investigation was performed on bottom sediments of the Kuybyshev and Ivankovo reservoirs on the Volga River, used as a drinking water supply. The selective sample dissolution method followed by the inductively coupled plasma-atomic fluorescence spectrometry liquid phase analysis and the arc discharge atomic emission spectrometry solid phase analysis was used to obtain quantitative information on heavy metal speciation in bottom sediments. In the present work we have taken the direct extraction scheme for analysis. It is shown that the proposed combination of instrumental methods is highly effective for revealing natural and anthropogenic components in the composition of organic matter, for conducting preliminary estimation of the binding of heavy metals with organic matter and for assessing activity of organic matter biochemical transformation. The proposed approach enlarges the capabilities for prediction and modelling of the processes in environmental-geochemical investigations.     

模糊数学在岩质边坡稳定性分析中的应用

模糊评判法作为一种评价边坡稳定性方法,其关键在于能否准确地建立评价模型,是否能准确建立模型的重点在于隶属度与各评价因子权重的确定。在实际工程中,几乎所有研究者都是采用专家打分法来定权重。虽然这一方法应用广泛,但是主观性太强,不够客观合理。采用判断矩阵分析法来确定评价因子的权重,用二级模糊评判对某工程实例进行计算分析,结果表明用该法确定权重简便,亦能较好反映边坡所处状态。     

深部气层和干层测井模糊综合评判

深部气层和干层的区分是常规测井解释的难题。认识始于实践。本文依据东濮凹陷深层试采资料,建立了两个模式各四个参数的隶属度曲线,进行气层和干层模糊综合评判研究,并用该地区深层试井资料作了检验,效果颇佳。证明模糊综合评判是区分深部气层和干层的一种行之有效的方法。     

石棉控制法规及其检测方法

介绍了石棉的特性、危害,以及在建筑、纺织、设备制造业和国防工业等方面的应用情况.讨论了能够导致石棉肺、恶性间皮瘤、肺癌、支气管癌等恶性疾病的石棉纤维形态及进入人体的途径.对世界卫生组织、国际劳工组织、联合国环境规划署、联合国粮食及农业组织和世界贸易组织,以及美国、欧盟、日本、中国等40多个国家关于石棉控制法规的实施历程...     

矿产资源规划数据库建设中带拐点坐标的规划文本资料的成图方法

矿产资源规划数据库是矿产资源规划的重要组成部分。在规划编制过程中会收集到一些非图形的、带有不同拐点坐标类型的规划文本资料,该文通过实践,总结了应用这类规划资料在 MapGIS 软件中直接生成规划数据库所规定专题图层的处理技术方法。     

内蒙古砒砂岩的模糊聚类分析

由于不同种类砒砂岩的风化与侵蚀程度不同,对其抗侵蚀性的研究需要对岩样进行科学的分类.采用模糊聚类多元统计分析方法,通过Matlab语言实现该方法并将其应用于内蒙古砒砂岩的分类,将研究区的砒砂岩大致划分为9大类,分别为紫红色砂岩夹灰绿色泥岩、紫红色砂岩、紫红色砂岩与灰白色砂岩互层、紫红色砂岩为主夹紫红色泥岩、灰白色砂岩为主夹紫红色砂岩、灰白色砂岩、紫红色泥岩为主、灰白色砂岩夹灰绿色砂岩和粉红色砂岩.     

基于热红外遥感的农田蒸散估算方法研究综述

农田蒸散是农田土壤蒸发和作物蒸腾的总称,基于热红外遥感的农田蒸散估算方法研究是农业遥感领域重要前沿课题之一。经过30多年的发展,基于热红外遥感的遥感蒸散算法逐渐成熟并广泛应用于农业、气象以及水文等多个领域。简要回顾基于热红外遥感地表温度与空气温度温差的经验方法、地表能量平衡的单层和双层模型、基于热红外遥感数据源的彭曼公式以及遥感参数化的Priestley-Taylor模型等多种遥感蒸散模型的基本原理、核心算法以及存在问题等研究。针对这些方法的优缺点,指出了基于热红外遥感的农田蒸散估算方法在农业遥感中尚需解决的关键问题,并提出可能的解决途径。     

单个熔体包裹体激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析及地质学应用

熔体包裹体可以保留岩浆被捕获时的温度、压力及化学组成等信息,为研究岩浆结晶演化过程提供最直接有效的手段;然而由于取样方法、仪器分辨率和灵敏度等技术手段的限制,熔体包裹体研究(尤其是熔体包裹体成分研究方面)发展相对缓慢。本文在简述熔体包裹体特征与分类的基础上,总结了目前熔体包裹体成分研究的主要技术手段,包括技术特点、适用范围及样品制备等;详细介绍单个熔体包裹体激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)原位分析技术(原理、优缺点、定量方法等),并重点阐述分析过程中可能产生的元素分馏、基体效应及激光剥蚀技术要点等。单个熔体包裹体LA-ICP-MS原位分析技术的发展和完善,避免了传统熔体包裹体成分分析技术需加热均一化、样品制备繁琐等缺点,可直接对成分复杂矿物表面100 μm以下以多相形式存在的熔体包裹体进行整体分析,数据精确度可与电子探针分析和二次离子质谱相媲美,增加了样品中可分析熔体包裹体数量,更全面地反映岩浆演化信息,省时、高效、准确,极大地推动了熔体包裹体研究的发展。近年来,国内外单个熔体包裹体LA-ICP-MS原位分析技术应用于地质学和矿床学领域,在地球深部岩浆过程及岩浆热液矿床成矿理论等方面取得了重要成果。随着激光、质谱等设备的发展及定量方法完善,单个熔体包裹体LA-ICP-MS分析的准确性将进一步提高,同时单个熔体包裹体同位素原位分析技术的发展和应用将再次为熔体包裹体研究带来革命性进展。     

Iolite软件处理LA-ICP-MS线扫描数据适用性研究

LA-ICP-MS分析技术是获取矿物/岩石内部的元素和同位素成分变化的重要手段。在利用该技术对地质样品进行线/面扫描时,仪器输出的初始数据量远远大于点分析,数据的处理和计算是一个关键问题。本文以磷质结核样品为例,阐述了利用Iolite软件进行元素线扫描数据计算的主要过程,包括背景信号的扣除、标准物质信号的拟合、线分析数据的导出等。借助软件自带的分段导出功能,对不同时间和空间分辨率下采集数据得到的结果进行了比较。研究表明Iolite能有效处理线分析数据,分析结果与前人用传统化学全岩法测定得到的元素含量范围相当。对比不同空间分辨率下(10μm、50μm、100μm)获取的数据发现:相对于选用的束斑直径(40μm),在分辨率过小(10μm)或过大(100μm)的条件下获得的数据存在数据波动大以及细节不足等缺陷;而当分辨率(50μm)与选用的束斑直径接近时,数据质量得到最大优化。本研究展示了Iolite软件在处理线扫描数据方面具有很好的应用前景,通过分辨率的选取可实现数据的优化。     

北京市地面沉降控沉目标分析

《全国地面沉降防治规划(2011-2020年)》明确提出了北京市的控沉目标。本文介绍了控沉指标的计算方法,对如何界定区域地面沉降速率的计算范围进行了探讨,提出了基于控沉目标的地面沉降分区标准,最后提出了用好南水北调来水等地面沉降的防控措施,以为北京市切实有效进行地面沉降防治工作提供参考。     

国外工程项目控制与管理对我国的借鉴意义

随着我国加入WTO，我国与世界其他国家的合作与交流将更加紧密，工程项目(尤其是国际工程项目)建设的合作和竞争也将越来越多。就目前来说，我国在工程项目管理水平上与国外的先进水平还有很大差距。对国外工程项目实施的特点与方式、国外工程项目的管理与控制及我国在工程项目管理中存在的不足进行了分析，并对我国工程项目管理的发展提出建议。     

泥石流作用下建筑物易损性评价方法分析与评价

建筑物易损度评价作为泥石流易损度评价的重要组成部分,其研究是实现城镇及居民点泥石流风险定量化和风险管理的必要环节。综述近30年来,泥石流作用下建筑物易损度研究的发展过程,并指出以统计分析方法建立的建筑物易损度曲线普适性差且力学机理不明等问题,提出数值计算和模型实验的手段获取建筑物结构易损度的机理模型。由于建筑物易损度研究问题本身的复杂性,统计分析方法仍将作为建筑物易损度研究的重要手段,力学机理明晰的研究方法则将成为今后研究的难点和热点。此外,地震、滚石、雪崩等类似灾种的易损度研究方法和成果可被借鉴到泥石流领域。针对灾害中因结构破坏引发人员伤亡的情况,建议采用时间概率和基于条件概率的事件树方法计算建筑物内人员易损度。最终形成综合结构和人员易损度研究成果的建筑物易损度评价方法。     

数据同化算法在青藏高原高寒生态系统能量—水分平衡分析中的应用

位于青藏高原腹地的多年冻土地带,其冻融过程中的土壤含水量和土壤冻结深度的变化对气候强烈响应并产生显著的陆面能—水平衡变化,进而又对全球气候产生较大的反馈作用。为了能准确模拟这种变化,选取青藏高原多年冻土分布区的风火山左冒孔流域（长江源）进行了相关的野外数据采集和试验,以考虑土壤冻融影响的水—热耦合陆面过程模型——SHAW为动力学约束框架,验证集合卡尔曼滤波算法在改进模型对土壤冻融过程中土壤水分和冻土深度的计算效果。基于试验点的数据同化计算结果表明：数据同化方法可以融合观测信息显著提高水—热耦合模型对土壤冻融过程中状态变量（土壤水分和冻深）的模拟,并进而改善模型对其它相关能量—水分变量的计算,为在高寒冻土地区利用多源信息进行融合监测提供了理论依据。     

平坝磷石膏堆场渗漏分析与污染防治对策

平坝磷石膏堆场未做防渗处理,堆场产生的含磷、氟的渗滤液通过排污水渠、岩溶管道和裂隙进入周围地表水和地下水系统,污染了羊昌河的水质,严重影响了红枫湖水库的水环境。通过水文地质勘察、样方统计调查、压水试验和连通试验等方法,查明了堆场岩溶及节理裂隙发育情况,分析了地表水与地下水之间的水力联系,指出堆场渗滤液通过地表02水渠、01水渠?落水洞L1?泉点Q16及地下岩体节理裂隙等通道污染羊昌河。地下水污染受节理裂隙结构面控制,主要的污染方向为北、西向。根据水样监测的资料,划定了堆场水污染的范围及程度。最后,针对堆场勘察情况提出了垂直防渗、水平防渗、引流汇集和表层覆盖等污染防治的对策。      

数据预处理在滑坡位移相关分析中的应用

滑坡位移的变化除受控于其内在的地质条件之外,也受到外在诱发因素动态作用的影响.为更好地揭示滑坡位移变化与诱发因素的综合关系,运用多种数据预处理方法对滑坡位移监测数据进行了处理分析.以巫山监测预警示范站玉皇阁崩滑体为例,分别采用t检验准则、正交多项式及三次样条函数进行数据剔除处理、数据平滑处理及数据等距化处理,在得到有效数据的基础上,对滑坡位移量与降雨量、库水位.变化等诱发因素进行了相关分析.结果表明,滑坡位移量与降雨量、库水位变化等诱发因素存在较强的相关性,同时具有典型的滞后性,其中,连续降雨与库水位下降是滑坡变形主要的直接诱发因素,且连续降雨对滑坡位移影响的滞后时间为0～6 d,库水位下降对滑坡位移影响的滞后时间为0～21 d.     

影响钻孔灌注桩质量若干因素分析及其控制措施

分析了影响钻孔灌注桩成桩质量的若干因素，如桩孔垂直度、孔深、孔径、沉渣、砼的拌制和砼灌注工艺及现场施工管理等。提出了相应质量保证的控制措施。     

上海市高速公路网框架点GPS定位测量数据处理与分析

以上海市高速公路网及若干主要国道的道路框架点GPS控制网施测及观测数据处理为例,详细分析和总结了中长距离道路导线形式GPS控制网的设计布设方法、网的稳定度和数据处理经验。