多源遥感技术在汶川震后高精度数字高程模型重建中的精度分析

汶川地震后,震中地区地表形态遭到很大破坏.在该地区开展科学研究急需高精度数字高程模型支持,重建震区数字高程模型十分必要.本文以高精度重建该地区数字高程模型为目标,综合ALOS PRISM获取的三轨立体像对、ALOS PALSAR雷达影像和欧空局发布的汶川地震ENVISAT雷达影像等资料,采用光学遥感立体测图技术、InSAR技术,并融合已有全球数字高程模型,研究建立覆盖此地区15m分辨率的数字高程模型.在利用中国地壳运动监测网络和陆态网络工程项目实测的GPS数据进行高程精度分析后表明:ALOS PRISM DEM精度优于10 m(95％置信度);ALOS PALSAR DEM精度优于10 m(95％置信度),而ENVSAT ASAR DEM在平原、丘陵地区精度优于20 m(95％置信度).研究证明:ALOS PRISM能进行高精度的地形测量,ALOS PALSAR在山区仍可获得高精度数字高程模型,ENVISAT ASAR在平原地区的精度较高.因此融合光学、雷达遥感技术完全满足获取高精度、高分辨率震区数字高程模型的需要,这为在困难地区建立高精度数字高程模型提供了一个很好的途径.     

Influence of Three Gorges Dam on streamflow and sediment load of the middle Yangtze River, China

Using updated hydrological datasets from three stations, including Cuntan, Yichang and Hankou, covering the period of January 1992–December 2008, the influence of Three Gorges Dam (TGD) on streamflow and sediment load of the Yangtze River was investigated. Results indicated that TGD did not seem to exert a significant influence on streamflow occurring at three stations and changes in streamflow can be mainly attributed to streamflows of tributaries. However, a sharp decrease in the sediment load after the impoundment of TGD was observed. Clear water after the impoundment caused erosion of riverbed and resulted in more sediment at the Hankou station than at the Yichang station. No distinct changes in the annual and monthly maximum sediment loads were observed before and after the impoundment. Therefore, annual and monthly maximum sediment load changes should be subjected mainly to river hydraulics. This study has practical relevance for understanding the influence of large hydraulic structures on the hydrological processes of large rivers.     

民国时期滇西南地区三次强震补充调查

本文通过对民国时期发生在滇西南地区的1938年5月14日澜沧MS6.0级、1941年5月16日耿马MS7.0级和1941年12月26日澜沧MS7.0级3次地震历史资料的系统收集和整理,并在前人已有研究的基础上,通过现场采访和补充调查获得的新资料,修改和完善了这3次地震的等震线图和极震区范围,并结合该区地形地貌特征和断裂最新活动性研究结果,综合分析评述了其发震构造特征。结果表明,这3次强震发生在腾冲-澜沧新生地震带附近,分别与黑河断裂、南汀河断裂西支及澜沧断裂勐遮段的新活动密切相关。     

移动荷载作用下Kerr地基梁稳态响应解答

研究Kerr地基上的均质Euler-Bernoulli梁在移动集中荷载作用下的稳态响应,分析有无阻尼存在时列车速度、地基压缩刚度、剪切刚度对Kerr地基梁挠度曲线的影响。计算结果表明,地基阻尼的存在能明显减少移动荷载引起的地基梁挠度,地基梁的挠度受地基压缩刚度的影响比剪切刚度更为明显。     

Newmark design spectra considering earthquake magnitudes and site categories

Newmark design spectra have been implemented in many building codes, especially in building codes for critical structures. Previous studies show that Newmark design spectra exhibit lower amplitudes at high frequencies and larger amplitudes at low frequencies in comparison with spectra developed by statistical methods. To resolve this problem, this study considers three suites of ground motions recorded at three types of sites. Using these ground motions, influences of the shear-wave velocity, earthquake magnitudes, source-to-site distances on the ratios of ground motion parameters are studied, and spectrum amplification factors are statistically calculated. Spectral bounds for combinations of three site categories and two cases of earthquake magnitudes are estimated. Site design spectrum coefficients for the three site categories considering earthquake magnitudes are established. The problems of Newmark design spectra could be resolved by using the site design spectrum coefficients to modify the spectral values of Newmark design spectra in the acceleration sensitive, velocity sensitive, and displacement sensitive regions.     

陇东黄土高原下垫面不均匀性指标的建立及其对大孔径闪烁仪(LAS)观测感热通量的影响

目前定量研究下垫面不均匀性对大孔径闪烁仪(LAS)、涡动相关仪(ECS)观测感热通量差异的影响还比较少.本文利用黄土高原庆阳观测站2012年6、7月典型晴天两主风向范围E-SE和SW-W的陆面过程数据,在建立了下垫面不均匀性定量化指标的基础上,分析了下垫面不均匀性与地表温度变率的关系及其对LAS、ECS观测感热通量差异的影响.结果表明:庆阳站下垫面不均匀性大小η和地表温度变率г具有很好的相关性,相关系数达到0.566以上,证明了新建立指标的合理性.下垫面不均匀性大小η和LAS、ECS观测的感热通量差异HLAS-HECS具有很好的一致性,相关系数达到0.634.下垫面不均匀性对LAS和ECS的感热通量差异影响显著,下垫面越不均匀LAS和ECS测量的感热通量差异越大.对两主风向分别进行分析,在E-SE风向范围η和HLAS-HECS的相关系数为0.430,HLAS和HEC拟合的线性趋势系数为1.279,在SW-W风向范围η和HLAS-HECS的相关系数为0.680,HLAS和HEC拟合的线性趋势系数为1.297.下垫面不均匀性的影响程度越大,LAS和ECS观测的感热通量差异越大.     

青藏高原蒸散年际变化及其对西风和季风环流的响应

在评估4种蒸散格点资料（GLDAS,GLEAM,MERRA-2,CRET）在青藏高原适用性的基础上,以精度最高的CRET（R²为0.83,RMSE为14.76 mm）及同期气象环境数据,在年际尺度上分析了青藏高原蒸散变化特征及其受大尺度西风和季风环流的影响.结果表明,青藏高原年平均蒸散为414.2±18.32 mm,具有明显的年际变率和变化趋势,且区域（西风区、季风区和过渡区）间差异明显.蒸散年际变化与西风和季风环流强弱的年际变化密切相关,且季风和西风对蒸散的影响存在显著的区域差异.西风和季风通过调节局地气候环境因子影响蒸散：土壤湿度、归一化植被指数（NDVI）和风速三个局地气候环境要素是青藏高原蒸散主要调控因子,蒸散与土壤湿度和NDVI呈显著正相关,与风速在高原西部呈显著负相关、在高原东部呈显著正相关;研究WYI（Webster-Yang Index）和WI（Westerly Index）与影响蒸散的主导气候环境因子的关系发现,WYI与土壤湿度和NDVI呈显著正相关,且WYI与NDVI的相关系数在高原中部和南部较大,使得WYI对蒸散影响在中部分过渡区和南部季风区较大,WI也与土壤湿度和NDVI呈显著正相关,但WI与NDVI的相关系数在中部和北部较大,WI对蒸散影响在中部过渡区和北部西风区较大,同时,WI与风速在大部分高原显著相关,WI在高原东部通过风速对蒸散变化具有正贡献,使得季风区东部蒸散年际变化也受WI影响,最终使得WI对蒸散的影响在除季风区西部以外的区域较大.该研究结果可加深认识青藏高原水循环变化及其机理,为区域水资源和生态系统管理提供科学依据.

     

JYZ11A钻孔记录的居延泽演化历史

我国内陆干旱区在末次冰期(含深海氧同位素第3阶段)是否存在古大湖近年来持续存在争论。居延泽是黑河的尾闾湖之一, 位于我国典型干旱区, 是开展这项研究的理想区域。依据居延泽盆地最低处的JYZ11A钻孔(全孔长61.13m, 本文侧重上部27m岩芯), 使用石英光释光测年获得3个可靠释光年龄并据此建立年代框架。全孔10cm间距测量沉积物粒度, 钻孔上部16.7m以2cm间距测量低频磁化率, 本文侧重分析JYZ11A钻孔上部10m的指标记录。综合岩性地层、沉积物粒度分布特征和粒度、磁化率指标记录, 并与前人已有研究进行对比, 本研究发现末次冰期时居延泽盆地主要堆积棕色冲洪积物和风沙沉积物, 早全新世为风沙沉积, 中全新世出现浅灰色湖相沉积与风沙交替沉积, 而稳定湖泊只在约3ka时才逐渐形成, 可能存在多次湖面波动并留下古湖岸堤。因此, 居延泽盆地在末次冰期包括深海氧同位素第3阶段晚期并不存在稳定大湖。居延泽早全新世干涸、中晚全新世湖泊较稳定发育的全新世成湖模式与季风区湖泊演化模式明显不同, 而与许多中亚干旱区的湖泊、风成沉积等古环境记录相似, 它们可能共同指示了一种有别于中国季风区的全新世区域湿度演化模式。     

基于遗传算法优化的小波神经网络在地下水位预测中的应用

地下水位是衡量生态环境优劣和地下水资源的一个重要指标.地下水位下降,将引发地面沉降、地面塌陷和降落漏斗等.因此,地下水位预测对保护地质生态环境和实现地下水资源严格管理至关重要.由于BP算法存在极易收敛于局部极小点与过拟合等缺点,导致网络泛化能力不足,本文在构建小波神经网络基础上并引入遗传算法加以优化,以解决上述不足,并与BP和WNN对比预测了天津市深层承压水水位.预测结果表明,GA-WNN模型拟合精度较高,模型的预测能力有较大幅度提高.     

基于免疫粒子群算法的马斯京根模型参数识别

目前在河道汇流计算中广泛应用的是马斯京根模型,该模型参数的优化求解是影响能否精确模拟实测水文过程的关键问题.以往的模型参数求解大多采用试错法、矩法等方法,计算过程繁琐,计算精度不高,影响到模型的模拟精度.针对此类问题,笔者将免疫原理与粒子群优化算法有机结合.提出了免疫粒子群优化新方法,有效解决了传统方法的计算结果精度不高的问题,并在马斯京根模型参数优化求解中得以应用,结果表明免疫粒子群算法的计算结果精度令人满意,为河道洪水演算方面研究提供了一种新的研究方法和研究模式.