面向路径优化的变分辨率栅格成本表面模型建模方法

成本表面模型是在连续空间中进行路径优化的基础。目前,在连续空间中进行路径优化多是基于单分辨率成本表面模型的。但在使用该模型解决诸如输电、调水、公路和铁路、输油输气等路径优化问题时,存在一些缺点,例如数据冗余、计算成本高、易受地物“边缘效应”影响等。针对这些问题,本文提出了一种面向路径优化的GIS变分辨率栅格成本表面模型,并详细阐述了这种数据模型的设计思想和建模方法。实验结果证明,该模型能有效的对地物密集度和地形复杂度进行建模,解决单分辨率模型遇到的问题。将该模型与传统的单分辨率成本表面模型的计算结果进行对比分析,表明本文建立的模型在多种环境下均能选出合理的路径,且计算效率得到明显提高。     

基于Landsat8与高分数据的矿山植被动态监测研究

以中梁山片区为实验区,利用landsat8数据对2012—2021年露天矿山植被指数进行变化分析,利用高分数据进行2017—2021年短时间序列变化分析,并对2种遥感数据计算的植被指数进行关联性研究,以期为未来露天矿山修复的监管提供技术支撑。结果表明Landsat8数据与高分数据对矿山植被指数变化趋势反映基本一致,在2017年呈现波谷,随后逐渐变好;高分数据由于分辨率较高,对于植被指数高值区域和低值区域较为敏感,能够更好地反映植被生长初期状况,Landsat8数据则将植被指数进行了平均而中间值较多;两者计算的植被指数具有较好的线性相关性,决定系数为0.739 3,但总体上表现为低值和高值区相关性好,中间部分相关性略差。     

川西南美姑河流域泥石流发育特征及堵河效应分析

美姑河流域泥石流灾害数量多、分布广,严重影响道路安全和居民区生产生活。基于美姑河流域地质灾害调查数据,对美姑河流域内泥石流的空间分布特征进行统计分析,研究了苏洛—竹库段泥石流的空间分布特征。认为:(1)美姑河流域共发育泥石流90条,其中大型15条,中型19条,小型56条;空间上主要分布于美姑河河谷区两岸,以及美姑河支流井叶特西河、连渣老河、尔觉河河谷区等;结合泥石流与降雨的关系,对泥石流进行分类统计;(2)根据层次分析法对泥石流的堵河程度进行评价,结论认为美姑河整体堵河程度一般,不存在严重的堵溃效应,只有个别泥石流沟存在堵河严重的情况,在此基础上总结了美姑河流域泥石流的堵河情况的评分标准。     

模拟震源动力学破裂过程的数值方法研究

为模拟震源的动力学破裂过程,本文讨论一种求解剪切裂纹动力学扩展问题的有限差分法。在研究二维反平面破裂的基础上,我们把所用方法推广到三维问题。研究了许多简单震源模型,通过对比同一问题的解析解和其它数值解,对方法的正确性和计算精度进行了检验,结果表明我们的数值方法是可行的。最后,作为初步应用的例子,我们研究了非均匀断层的自发破裂问题。     

9MeV工业CT系统下一种简单的线衰减系数测定方法

在考虑选择射线源能量、计算射线源的穿透能力或研究材料屏蔽性能时,被检测材料的线衰减系数是一个重要参数。本文基于9 MeV工业CT系统,提出一种简单的线衰减系数测定方法,对CT检测工作中常见的铝（Al）、钨（W）和钢（Fe）材料进行线衰减系数的测定。首先,选取不同厚度的金属材料,分别放置于探测器与射线源之间,使中心射束垂直透过金属材料;然后分别读取不同厚度金属材料下探测器通道的示数,通过线性拟合计算出被检测材料的线衰减系数;最后将测定结果与文献和NIST数据库中的结果进行比较。结果表明,通过实验测定的三种材料的线衰减系数比较准确,实验结果可用于相同材料的CT检测中,也可采用本文方法计算其他材料的线衰减系数。     

淹没植物条件下明渠KH涡的垂向几何尺度和频率

含淹没植物明渠中存在的Kelvin-Helmholtz（KH）涡,对水流能量交换和物质输移具有直接的影响。基于淹没刚性植物条件下的水槽实验,利用粒子图像测速技术（PIV）得到瞬时流速场和涡量场,定量刻画KH涡的垂向几何尺度（上下边界和垂向作用范围）,结合三维声学多普勒流速仪（ADV）测量的流速时间序列和小波变换方法,分析KH涡的频率,研究植物淹没度对KH涡上下边界位置、作用范围和频率的影响。研究发现:本实验确定的KH涡上、下边界与根据能量分布计算得到的混合层上、下边界基本一致;在本实验条件下,KH涡上边界为0.7~0.8倍水深,下边界在植物密度一定时围绕一常数波动,KH涡的频率在0.14~0.20 Hz之间;随着淹没度的增大,KH涡的上边界升高,下边界变化不明显,作用范围和频率增大。     

一个中国边缘海的风-浪-流预报系统

海洋预报是进行海上活动的安全保障,海洋预报系统技术已经成为现代海洋气象业务的技术支撑。海洋观测、数据同化、数值模拟和高性能计算机等技术的进步极大地推动着海洋业务化预报的发展。采用大气数值模式（WRF）、海洋数值模式（CROCO）和海浪数值模式（SWAN）的多模式高分辨率离线耦合方式,添加南京信息工程大学“海洋数值模拟与观测实验室”团队自主研发的一系列海洋模式参数化方案,包括浪致混合参数化方案、亚中尺度参数化方案、海山诱导混合参数化方案以及涡旋诱导的沿等密度面和跨等密度面混合参数化方案,并通过同化技术和最新的人工智能技术与观测资料相结合,构建一种面向中国边缘海的风浪流多参数耦合预报系统,用于海上风电功率的预报和其他海洋灾害预警。实际观测资料的验证表明,该预报系统能较准确地模拟海上风场、海流、海温、波浪、潮汐等海洋气象要素。同时实现了按需实时可视化全景展示。     

地基微波辐射计资料在降水分析中的应用

利用神农架机场站2016年6月23日11时—24日08时（北京时,下同）和咸宁站2016年7月3日04时—4日01时两次暴雨过程的地面小时降水数据及同址微波辐射计观测数据反演的地面至10 km高度共58层的水汽密度、液态水含量、相对湿度和温度廓线,以及站点水汽总量、液态水总量、云底高度等资料,得到两次暴雨过程中,位于山地的神农架与位于平原的咸宁的暴雨前后大气垂直结构差异。神农架水汽总量、液态水总量均低于咸宁,测站上空各高度的水汽密度、液态水含量、温度也低于咸宁对应高度的数值,混合层的相对湿度略大于咸宁。多要素综合分析认为：（1）神农架处于山地,外来水汽供应不够充分,降水的形成主要依靠本地水汽凝结产生;由于山地海拔较高,神农架大气层结温度相对较低,冰晶效应的温湿条件较咸宁好,冰晶效应使得神农架在水汽供应不够充足的情况下产生暴雨。（2）咸宁水汽供应充足,水汽凝结之后可以得到及时补充;咸宁尽管混合层的湿度条件不如神农架,冰晶的凝结增长相对较弱,但混合层的凇附过程和融化层的云雨滴碰并都在降水过程中起到重要作用。（3）降水开始前神农架的大气抬升作用比咸宁的强,地形对气流的阻挡抬升作用明显,而降水开始后咸宁的大气抬升作用更显著,表现出明显的对流性特征。