热熔法井壁加固技术研究

井壁失稳是钻井过程中普通存在、并一直困扰钻井界的一个技术难题。采用传统井口下入套管法能够可靠隔离失稳坍塌孔壁,但同时也存在众多不足：如井径缩小、费时费力、增加成本和工期,并可能导致孔内事故。为了寻求一种简单可靠、快速有效支护坍塌井段,同时又不缩小井眼口径的方法,项目组致力于研究一种新型热熔法井壁加固技术,该方法通过发热体把颗粒状热熔材料加热熔化后挤入井壁裂隙中,将破碎岩块粘结起来达到加固井壁的目的。论文详细阐述了发热体的设计、热熔材料的选型以及室内对设计的人工模拟井壁的加固试验。研究表明：该法切实可行,井壁加固效果明显。     

数字校园3维场景的构建方法

自"数字地球"提出以来,数字城市、数字流域和数字校园等概念相继涌现。3维可视化数字校园信息系统作为"数字校园"的建设的一部分离不开3维模型的构建。本文针对当今常用3维模型的构建方法,介绍郑州测绘学校在构建数字校园实践过程中3维模型的构建方法。     

基于MSP430F149的频率计设计

设计了一种以超低功耗单片机MSP430F149为控制器,以高速的CPLD(复杂可编程逻辑器件)实现32位计数的频率计。在设计中应用单片机的数学运算和控制功能,实现了测量时间闸门的自动选择,频率和周期的统一处理。此外,利用MSP430F149内部的高速模拟比较器,实现了对正弦波小信号的预处理,使得该频率计能够在较宽的频率范围和幅度范围内进行测量。     

华南沿海一次暖区特大暴雨的对流特征和发展机制分析

2017年6月22日华南沿海经历了一次罕见的极端降雨事件(24 h最大累计雨量562.5 mm),刷新了当地多项历史雨量纪录。使用NCEP/NCAR再分析数据和多源观测数据,分析了这次降雨过程的天气背景、天气尺度触发和维持机制、中尺度环流的演变及雷达特征等。结果表明:这次极端降雨发生在暖湿偏南气流中,双低空急流相互配合产生的上升运动是此次暴雨主要的天气尺度触发机制,其中边界层急流的建立也为雨区提供了有利不稳定能量和水汽条件,整个降雨过程随着双低空急流结构配合的减弱而结束。降雨形成较弱的冷池出流边界在锦江南侧和岗美东南侧原地少动,并不断激发新生对流,使得对流云团在锦江和岗美地区准静止,从而产生极端累计降雨量。整个降雨过程中对流结构表现出低质心的结构特点,对流成熟阶段锦江和岗美地区近地面平均雨滴粒径较为接近,锦江降雨效率高于岗美主要体现在更加密集的雨滴数量上。     

基于光谱-空间残差网络模型的高光谱遥感图像分类

残差网络是近几年提出的一种新型深度卷积网络,通过增加网络深度提高分类的准确率,也解决了网络退化问题。基于残差学习原理,设计了针对高光谱遥感图像分类的光谱-空间残差网络模型。首先,将原始高光谱遥感数据三维立方体输入网络模型,并使用特定的卷积核对光谱特征进行降维;然后,利用光谱残差模块和空间残差按模块分别且连续地学习光谱和空间特征;最后,对提取到的特征进行池化操作并分类。此外,为规范训练数据和防止过拟合,学习过程中使用了批量归一化和dropout的方法。所设计网络模型在Indian Pines和Pavia U数据集上进行了验证实验,结果表明,所提方法有效地缓解了网络退化的问题,且在分类精度上也高于支持向量机、卷积神经网络等现有算法。     

一种车载激光点云数据中道路自动提取方法

针对车载移动测量系统数据采集特点,构建车载激光点云扫描线索引,提出了一种基于扫描线索引的道路路面与路边点云稳健分类法。首先通过分析扫描线上不同地物剖面的空间分布特征,进行剖面激光点生长聚类,形成完整的地物剖面目标点集;然后根据点集的几何特征因子判断点集类型;最后利用相邻多条扫描线上路边点分布规律进行去噪。对车载移动测量系统获取的两份点云数据进行实验,路面与路边提取的平均完整率分别为94.4%、86%,平均准确率分别为98.9%、99.1%。实验分析表明,该方法能有效减少粗糙路面点的错误分类,适应不同的道路路边条件,降低独立地物对路边提取的干扰。     

基于局地多尺度能量涡度分析法(MS-EVA)的北半球夏季西太平洋MJO动能分析

采用局地多尺度能量涡度分析法(MS-EVA)和基于MS-EVA的局地正则传输与不稳定性理论对北半球夏季MJO的动能变化进行了诊断分析。结果表明:1)引起对流层上层和下层MJO动能变化的主要影响因素是有效位能转换和气压梯度力做功,其中有效位能转换在对流中心以北有明显的正的大值带,是MJO的主要动能源;气压梯度力做功则主要是将从有效位能转换而来的动能在空间重新分布。2)引起对流层中下层MJO动能变化的主要因素是动能跨尺度传输作用,其中大尺度向MJO尺度的跨尺度传输在对流中心附近表现为明显的正值,因此是该高度上MJO的动能源,并受5~15°N区域上空正压不稳定制约。3)MJO与天气尺度系统间的动能传输则主要表现为MJO的动能汇,其与MJO环流场分布以及MJO对天气尺度波动动量通量的平流输送有关。     

黑潮末端与黑潮延伸体的流场异常模态分析

对北太平洋黑潮末端及黑潮延伸体的流场异常采用复EOF分析,结果发现:该海域流场明显异常在全年四季都主要发生在黑潮末端和黑潮延伸体上,其异常的主要形式在前2个模态均表现为一条由中尺度涡旋组成的涡旋带,带上通常有两两旋转方向相反的涡旋偶。各季第一模态方差贡献表现的季节变化特征与日本以南的黑潮流量相一致,秋季最大,夏季次之。ENSO的机制是副热带太平洋经圈环流与热带太平洋纬向环流系统之间的相互作用,其在各季第一模态的年际变化上均有所反映。冬季PDO在年代际变化上表现明显,其他三季则NPGO表现明显。该海域流场异常的性质是海洋Rossby波的异常,而赤道太平洋流场异常的性质是赤道俘获波的异常,但两者均与风应力异常强迫有关。     

利用 ARMA 模型短期预报北极地区电离层 T EC

北极地区电离层结构分布较为特殊,存在梯度变化。利用时间序列分析中的自回归移动平均模型(Autoregressive Moving Average,ARMA)对欧洲定轨中心(CODE)发布的北纬67.5°~87.5°以及利用反距离加权插值法得到的90°的格网数据逐点进行建模,分别利用7d、10d、20d、30d、40d、50d的电离层TEC值为样本数据采用线性最小方差法进行预报分析。结果表明:90%以上的预报绝对误差小于3TECU,预报精度随TEC样本序列长度的增加而提高,但样本序列增加到一定值后,相对精度提高不大;相同样本数据的预报精度随预报时间长度的增加而降低,起初不是很明显,超过20d后精度降低明显且波动幅度较大。尽管北极地区存在梯度变化,ARMA模型在北极地区具有较高的预报精度,是一种比较理想的预报方法。     

随钻测斜仪误差补偿实验研究

为消除测斜仪传感器因温度变化引起的温度漂移和降低安装误差,在随钻测斜仪的姿态数学模型及其产生误差原因分析的基础上,建立了基于最小二乘法的多项式拟合以及约束条件下多变量函数寻最优解的测斜仪温度漂移误差和安装误差补偿数学模型。通过ADXL345加速度传感器的温度误差补偿及安装误差校正的实验研究,结果表明,补偿后的测斜仪井斜角输出达到了较高的精度,满足了测斜仪的精度要求,表明建立的误差补偿数学模型正确,可应用于随钻测斜仪的误差补偿。