基于激光雷达技术在城市三维建筑模型中的分析应用

通过数字城市项目的工程实践,基于激光雷达的三维真实纹理三维模型的建立显得尤为重要,本文着重阐述利用激光雷达技术进行数字城市中三维建筑物建模,使用纹理映射的方法进行模型纹理粘贴。     

皖东钱台子金矿床成因：流体包裹体及氢氧同位素约束

钱台子金矿床是一个产于皖东蚌埠隆起区东端的石英脉型小型矿床,矿体主要赋存于变质结晶基底五河岩群中,受张扭性断裂控制。本文通过对不同阶段石英进行系统的包裹体岩相学观察、显微测温、激光拉曼探针及氢氧同位素分析,探讨了该矿床的流体来源及矿床成因。结果表明,钱台子金矿床流体包裹体有纯CO₂型、CO₂—H₂O型和H₂O—NaCl型3种,包裹体均一温度集中在286~385℃,w(NaCl, eqv)=4.80%~12.56%,平均8.29%;不同阶段石英的δ¹⁸O_V-SMOW变化范围为9.0×10^-3~15.2×10^-3,对应的δ¹⁸O_水变化范围为2.12×10^-3~9.70×10^-3;各成矿期流体密度集中于0.63~0.84 g/cm³之间,均一压力为163~178 MPa,成矿深度＜6 km;成矿早期流体属于中高温、低盐度、低密度的CO₂—H₂O—NaCl变质流体,后期有岩浆水参与。钱台子金矿床形成于扬子克拉通沿NW方向俯冲于华北克拉通之下的造山期后持续伸展背景下的拆沉作用和壳幔相互作用所导致的大规模岩浆活动。     

37 ka以来日本海沉积物有机质碳和氮稳定同位素变化及其古海洋学意义

海洋沉积物有机质碳氮稳定同位素(δ¹³C、δ¹⁵N)广泛用于有机质来源示踪、古生产力和古海洋环境重建。日本海沉积物δ¹³C和δ¹⁵N值一个显著特征是在末次冰盛期(LGM)同步负偏,但是对这一现象产生的原因以及他们的演化过程的认识仍然存在明显不足。在本研究中,我们详细调查了37 ka以来日本海中部LV53-23-1岩心沉积物δ¹³C和δ¹⁵N演化历史。结果显示,沉积物δ¹³C和δ¹⁵N分别介于-26.3‰至-22.5‰和1.6‰至6.1‰,低值出现在LGM(26.5~17 ka)暗色层状泥发育时期,指示较强的陆源输入贡献。在Heinrich冰阶1时期(17~14.5 ka),δ¹³C和δ¹⁵N快速正偏,表明日本海海洋环境发生了明显的转换,对应于对马海峡淹没及对马暖流入侵。14.5 ka之后,沉积物δ¹⁵N值恢复到5‰,与开阔大洋海水硝酸盐的δ¹⁵N值近似。我们采用二端员混合模型粗略地估算了有机质来源的相对贡献。LGM时期陆源有机质贡献介于65%至80%,14.5 ka以后海源有机质贡献介于60%至80%。除了增加的陆源有机质贡献以外,LGM时期沉积物δ¹⁵N亏损还涉及如下过程:(1)较高的含Fe沙尘供给提高日本海表层海洋生物固氮效率;(2)缺氧环境盛行减弱成岩作用对沉积物δ¹⁵N影响。37 ka以来,日本海沉积物δ¹³C和δ¹⁵N变化与有机质来源、营养盐的供给、表层生产力和沉积物氧化还原条件相关,实际受海平面和全球气候制约。     

重庆市统筹城乡发展管理举措及实施评价——以江北区为例

统筹城乡发展已经上升为国家战略,学术界对其研究方兴未艾,但统筹城乡发展与规划的系统性和复杂性使规划管理与实践工作面临诸多问题.研究以重庆市江北区为案例分析了近几年来重庆市统筹城乡发展在产业规划、社会政策及城乡规划调整方面的管理政策和举措,并对这些举措的实施对农村地区的战略定位、经济发展、基础设施建设、社会保障、公共服务供给等方面带来的影响进行了合理评价.研究发现重庆市统筹城乡改革的各项规划政策内容丰富,在城乡经济,尤其是农村地区的经济、社会、规划体系等方面都收到了较好的成效.但其管理和操作过程属于一种“政府主导”的发展模式,市场力量和公众参与并未得到充分重视,在一定程度制约了重庆统筹城乡模式推广的普遍性和发展的可持续性.     

2001年台风“榴莲”生成前期对流“热塔”的数值模拟

积云对流热塔(hot tower)对台风生成具有重要意义,但以往对热塔的认识一直停留在概念性语言描述上。采用PSU-NCAR MM5模式对2001年台风“榴莲”在正压环境条件下的生成过程,进行了成功的高分辨率(6 km)显式数值模拟。利用模式输出的高时空分辨率资料,对与台风“榴莲”生成相关的对流热塔进行了比较细致的考察,分析了成熟热塔的结构图像,并通过实例证实了Montgomery(2006)提出的热塔偶极涡度对概念模型。其主要特征包括：(1) 热塔内部垂直上升运动强烈,从边界层开始,直达甚至穿透对流层顶,最大上升速度中心位于对流层中上层;(2) 在地面到200 hPa之间,具有强雷达回波特征的对流云塔垂直耸立,边界光滑;(3) 热塔的侧边界相当位温面十分陡立,基本呈中心对称分布;(4) 热塔远比周围环境空气温度高,高温扰动中心可达4 K以上,位于最大上升速度中心上方附近;(5) 所有热塔都伴随有偶极涡度对,在垂直剖面图上偶极涡度对呈现多样性,以单偶极和双偶极为主要形式,有时也存在三偶极的形式;(6) 偶极涡度对进一步与偶极涡旋对对应;(7) 垂直速度和正涡度柱在对流层中上层基本不重合;(8) 热塔内水平风速剧烈地向垂直方向扭转。另外,初步分析了偶极涡度对的形成机制,偶极涡度对的产生归因于水平涡管向垂直涡管的剧烈扭转。     

黑潮和北大西洋海温异常在2008年1月我国南方雪灾中的可能作用的数值模拟

根据NCEP/NCAR再分析资料、NOAA扩展重建海表温度资料,利用中国科学院大气物理研究所全球大气环流谱模式（IAP-T42L9）模拟了大气环流对黑潮区、北大西洋海温异常偏暖的响应特征,并探讨了黑潮区、北大西洋海温异常在2008年1月我国南方雪灾中的作用。通过模拟场与观测场的比较表明,在考虑黑潮区和北大西洋海温异常偏暖的情况下,模式比较成功地模拟出了2008年1月我国南方发生低温、雨雪、冰冻天气的各种主要环流特征。黑潮区海温升高导致东亚沿海位势高度增加,西太平洋副热带高压偏北。它一方面不利于冷空气向下游输送,导致冷空气在我国长江流域及其以南地区堆积;另一方面加强了海洋的暖湿气流及向我国长江流域及其以南地区的水汽输送,为我国南方雨雪天气形成提供了充沛的水汽条件,有利于我国南方低温、雨雪、冰冻天气的持续。北大西洋海温异常偏暖对中高纬地区中西伯利亚阻塞高压的形成有重要作用。受其影响,我国除受东路冷空气活动的影响外,中纬度还不断有西路冷空气随着西风带槽脊东移影响我国东部地区。它是导致我国南方低温、雨雪、冰冻天气持续的另一个重要原因。     

灰霾过程中的气溶胶特性观测研究

结合太阳光度计、激光雷达以及其他相关数据对河北香河县2007年4月初的一次灰霾天气过程中的气溶胶特性进行了遥感研究。研究表明,在这次灰霾的爆发期间,能见度从20 km下降到3 km左右;气溶胶光学厚度（AOD）在3个波段上都明显增加,特别是380 nm处的AOD从6日的031增长到10日的140;Angstrom指数(ALPHA)也明显下降,例如340~440 nm处的ALPHA从7日的145下降到10日的099。从AOD和ALPHA在短波处的较大变化、体积浓度谱的粗模态粒子的大量增加和PM10浓度值的变化分析来看,这次灰霾过程中的气溶胶数浓度明显增加,其中还含有大颗粒物的大量导入。激光雷达探测消光系数的垂直分布也显示气溶胶在垂直高度上达到了近3 000 m左右。从微物理特征的变化上看,这次灰霾过程中局地气溶胶的散射能力增强,吸收能力减弱。另外,通过HYSPLIT模式对后向轨迹的模拟和对NCEP数据的分析,发现这次灰霾过程中所包含的大颗粒物的主要源地可能是蒙古地区,所以气溶胶呈现了一定的沙尘气溶胶特征。     

SITE EFFECT AND EARTHQUAKE DISASTER CHARACTERISTICS IN GUANGZHOU AREA FROM HORIZONTAL-TO-VERTICAL SPECTRAL RATIO(HVSR)METHOD

Site effect, which is related to the amplification of seismic waves, is mostly affected by the thickness and softness of sediment layers. The study of site effect in cities is becoming more and more important to the assessment of ground motions, seismic hazard and engineering seismology. However, in highly populated urban cities, traditional seismic surveys cannot be applied extensively due to their destructive consequences and high cost. The ambient noise, including microseisms and microtremor, could be acquired anywhere and anytime, and thus can serve as an effective source for engineering seismology. In order to get the site effect and distribution of sedimentary layers of Guangzhou area, one hundred QS-05A seismographs with frequency bandwidth of 5s-250Hz were deployed in early 2018 for 35 days. The inter-station spacing of these seismometers is approximately 2~5km. Using continuous ambient noise signals, we obtained the resonance frequency and amplification value beneath each station by horizontal-to-vertical spectral ratio(HVSR)method. Then sedimentary layer thicknesses as well as K-values, which are related to the site vulnerability to ground shaking, were calculated. Our results suggest that the resonance frequencies in Guangzhou area are between 1~6.5Hz. The resonance frequencies increase gradually from 1Hz on the north-east side to 6.5Hz on the south-west side of the study area. The sediment thicknesses change from several meters to about 40m, with the maximum thickness at around the estuary of the Pearl River. This distribution is consistent with the topography. The amplifications are mainly between 2~6. The largest amplification is around the Pearl River and the west part of Baiyun District. In general, the K-values are small(<20), less than the dangerous value, suggesting that Guangzhou area is relatively safe in ground shaking. However, there are three small areas beneath Huadu District, Sanshui District and Nanhai District. They all have K-values greater than 20, suggesting those areas are more vulnerable to earthquake destruction, and higher construction standard is needed. The reliability of our results is further supported by its consistency with topography and borehole data in Guangzhou area. Our results provide important information for shallow underground structure in Guangzhou area, and can be referred as guidelines in urban architecture planning and disaster prevention and mitigation.     

水下岩质边坡稳定性计算模式的探讨

论文讨论了水下岩质边坡稳定性分析中平面型滑动及其边坡后缘出现拉张裂缝等两种计算模式，着重分析了水下岩质边坡的受力机理，推导了考虑动水的水流速度及不同的滑动面倾角等水下岩质边坡稳定性评价公式，得到了岩质边坡稳定系数与水流速度的关系曲线和岩质边坡稳定系数与滑动面夹角的关系曲线。通过实例计算，讨论了水下岩质边坡后缘出现拉张裂缝后稳定性评价的主要影响因素及其变化规律。当考虑水流速度对边坡的作用时，边坡的稳定性明显下降。     

北京大都市土地开发的乘数效应和增长模式研究

本依据1992－2000年北京地区2000多个土地开发项目统计资料，通过实证对城市土地空间开发的理论模式进行研究。结果表明，城市特定区域的土地开发，表现为乘数效应作用下的逻辑斯蒂增长。根据模型对各环线和扇面模拟的相关系数高达0．95以上。在此基础上，结合北京举办奥运会带来的巨大投资规模，预测北京大市土地开发的趋势。