基于探地雷达的土体构型无损探测方法研究

土体构型对土壤水分、溶质运移过程和作物成长等有显著影响,常规测量采用人工挖土壤剖面取样、实验室化验分析等方法,其周期长效率低。针对以上问题,以探地雷达波形及其图像为研究对象,从检测土体构型的属性(层次、层厚、土质)入手,提出了一种使用探地雷达快速测量土壤土体构型的无损探测方法。基于探地雷达波形图像的纵向梯度信息能够反应土壤分层,采用包络检波法从探地雷达回波中提取包络信号,利用Hilbert分析其瞬时相位来确定分层位置;鉴于土壤介电常数与雷达回波振幅的关系,采用探地雷达回波振幅反演各层介电常数,由介电常数推算雷达波在土壤中的传播速度,以此得到土壤剖面各层厚度;根据探地雷达波形图的图像噪声与土壤砂壤比之间存在定量关系,提出采用主成分分析方法对每一层土质的图像进行噪声估计求得各层土壤的含砂量,结合支持向量机进而辨识各层土壤土质。建立涵盖地域信息、土壤指标、探测信息、图像多特征融合信息的土体构型知识库,并编制快速识别土壤土体构型的信息系统,在内蒙古自治区呼和浩特市周边2个试验基地、6个采样点、4类土壤土体构型使用该方法进行野外探测验证。研究表明:在上述地区地表以下1 m范围内的土体构型识别正确...     

三维含拓扑地质剖面三角剖分可视化研究

三维剖面是地质对象表达和地质问题分析中最基本和最常用的数据。该文分析三维复杂地质折剖面可视化存在的问题,并提出展开剖分算法。该方法保证了各点之间的水平距离与剖面拓扑关系不变,能够对由"多边形-弧段-结点"矢量结构构成的三维折剖面进行有效剖分。在此基础上实现了三维剖面的可视化,尤其合理解决了纹理映射中的纹理变形与重复接缝等问题。     

20世纪90年代以来长江三角洲地区空间极化研究

以县(市)作为基本研究单元,采用综合指数法分别计算长江三角洲地区1991年、1998年和2005年经济社会发展综合指数,通过比较各单元经济社会发展综合实力的变化,研究20世纪90年代以来长江三角洲地区空间极化的特点。结果表明:长江三角洲地区区域极化明显增强,传统的核心—边缘格局没有发生根本变化,在核心区又出现了新的极化区域。基本上形成了具有城市等级体系的核心—外围空间格局,但网络结构和辐射轴尚不健全。     

基于路网数据和复杂图论的中国城市交通布局评价

城市化的快速发展推动了我国城市道路网的不断扩张和发展.城市道路网是一个动态、开放、自组织的空间复杂网络,构成了城市的结构框架,研究城市道路网的结构特征对路网规划和城市建设有着重要的应用价值.在国内城市道路网络结构特征的相关研究中,很少有学者基于道路走向的视角对整个城市路网结构进行研究,也缺少对全国主要城市路网的整体性评...     

三维实景地图生产与应用

实景地图近年来发展迅速,在日常生活中应用广泛,如旅游景点、宾馆、银行、政府服务中心等的空间位置查询、服务内容介绍等。实景地图的生产方法、生产流程有多种多样,产品质量参差不齐。目前,利用轻型无人机航空摄影系统实现三维全景地图生产,生产方式方便、高效且质量较好。该文介绍了生产三维实景地图的无人机系统及三维实景地图生产方法与过程,通过采用无人机系统实景地图的生产实例,讲述了实景地图应用现状、发展前景及存在的问题。     

南海西沙永乐龙洞沉积物组成、来源及其沉积作用

南海永乐龙洞发育于永乐珊瑚礁台地,龙洞深度达300m,为世界之最。沉积物堆积在龙洞的洞壁斜坡、龙洞中部的转折平台以及洞底等部位。使用激光粒度仪、X射线粉晶衍射仪、X射线荧光光谱仪等对采自不同深度的沉积物进行了粒级、矿物物相、元素含量的研究。研究结果表明:龙洞沉积物绝大部分为钙质生物碎屑,以砂粒级碎屑为主,含砾石碎屑、粉砂碎屑,分选和磨圆差;沉积物矿物组成以文石、高镁方解石为主,含少量低镁方解石,其平均含量分别为69%、28%、3%;化学组成以Ca、Mg、Sr为主,平均含量分别为35.5%、0.9%、0.5%,含少量Si、Al、Ti、P、S等元素。该区沉积物来源包括礁坪生物碎屑和东亚季风风尘陆源物质两个方面,以礁坪来源的生物碎屑为主;龙洞沉积作用包括机械捕获作用和垂直沉降作用两种方式,而以机械捕获作用为主。     

苏北浅滩海底地下水排放及其对海域营养盐通量的贡献

海底地下水排放(SGD)是近海海域的一个重要的营养盐来源。本研究借助多种天然镭同位素对春季苏北浅滩海域的SGD及其携带入海的营养盐通量进行量化评估。研究发现:苏北浅滩海域的~(224)Ra、~(223)Ra和~(226)Ra等镭同位素的浓度水平较高,呈现近岸高、远岸低的分布趋势;根据~(224)Ra/~(226)Ra的"表观年龄模型"估算的水龄的分布情况推断,春季该海域表层水体主体流向为东北向,流速约为0.1m/s,这与前人物理海洋数值模拟结果一致;最终利用226Ra质量平衡模型发现海域的SGD通量为(46±29)cm/d,由其携带入海的溶解态无机氮、磷、硅营养盐(DIN、 DIP、 DSi)等的通量分别为(2.6±3.1)×1~09、(3.0±2.5)×10~6和(5.5±4.2)×10~8mol/d。     

面向海上目标搜索任务的多无人机协同航路优化

提出了一种面向多无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)协同搜索海上目标任务的航路优化方法。首先,分析多无人机协同航路优化问题的基本要素模型。然后,在对各UAV独立维护的目标概率图信息进行探测更新的基础上,采用状态预测一致性算法实现目标概率图信息的快速融合。最后,同时考虑局部搜索收益与未来搜索收益,采用分布式模型预测控制(distributed model predictive control,DMPC)方法优化各UAV的搜索航路。仿真结果表明,本研究提出的方法具有较高的搜索效率,可有效应用于海上目标的快速搜索任务,具有重要的应用价值。     

沿海城市经济-海洋生态环境-游艇旅游业耦合协调发展分析

借鉴物理学中的耦合理论,分析沿海城市经济系统、海洋生态环境系统与游艇旅游业系统三者间的耦合协调作用机理;构建耦合评价模型与指标体系,并基于改进的熵值法,对沿海16个游艇旅游发展重点城市三者的耦合度及耦合协调度进行实证研究;运用皮尔逊相关系数法探讨各因素间相互关系。结果表明:沿海城市经济、海洋生态环境和游艇旅游业发展水平的综合评价值并不高,可进一步分为城市经济滞后型、生态环境滞后型和游艇旅游业滞后型三种制约类型;区域内三大系统耦合度较高,但耦合协调度较低且存在明显的区域差异;系统内部各因素间相互关联。鉴于此,提出游艇城市应因地制宜,协调开发与保护关系,深化产业融合等建议,以促进三大系统较高层次的耦合协调发展。     

适用于快速远程检测海水中氰化物的方法研究

建立了一种适用于海洋远程快速检测氰化物的检测方法,设计了一体化检测装置,未来可搭载到无人艇上实现自动快速检测。针对最佳检测条件进行了一系列优化,得到最佳检测条件:对于100 mL的待测样品,加入酒石酸固体1.5 g;用1～2滴浓度为150 g/L的碳酸钠溶液浸润苦味酸试纸;加热温度80℃,加热时间10min。在最佳检测条件下,检测检出限达0.3mg/L。该方法实现了适用于海水氰化钠的远程检测,大大提高了检测效率,无需人员进入污染现场,安全性高。可广泛用于海洋危化品泄漏、湖泊污染、现场应急筛选等场合的水体样品快速检测。