航空高光谱遥感矿物信息提取技术及其应用进展——以中国西部成矿带调查为例

为推进航空高光谱遥感矿物信息提取技术及其在地质工程化中的应用,2010—2015年,以我国西部成矿带为调查区,使用CASI/SASI/TASI航空高光谱数据,在进行矿物光谱特征分析、高光谱影像数据预处理、矿物信息提取、蚀变异常信息筛选及区域找矿预测基础上,编制了矿物种类分布图、单矿物丰度分布图和找矿预测图等高光谱地质调查系列专题图件; 建立了一套高光谱遥感矿物填图技术体系,解决了高光谱数据预处理与矿物提取等方面的技术问题,推进了地质填图向精细化和微观化方向发展。该研究为高光谱技术在地质工程化中的应用奠定了基础,丰富了地质填图的产品类型和内容,并服务于地质找矿等地质工作。     

利用WRF模式对海上蒸发波导的数值模拟研究

以WRF中尺度模式为基础,耦合Babin蒸发波导模式,建立了一种海洋蒸发波导预报模式,对南海2010年3月26日至28日的蒸发波导高度进行48h的数值模拟。通过与NCEP再分析资料FNL数据计算得出的蒸发波导高度对比分析发现,WRF模拟结果与FNL计算结果拟合的较好,并且变化规律基本一致,该模式可以用来预报海上蒸发波导。     

利用甚低频信号相位变化特性判断X射线耀斑类型的研究

甚低频(Very Low Frequency, VLF)信号在地面—电离层波导中传播,当太阳耀斑爆发时日地空间中X射线通量增大,使电离层电子密度分布受到影响,进而导致地面—电离层波导状态发生改变,造成接收到的VLF信号出现异常.本研究利用位于河南省新乡市的VLF信号接收站,对俄罗斯Alpha导航系统发射的VLF信号进行长期的监测和观察后,发现X射线耀斑爆发引起VLF信号相位产生缓变型和急始型两种类型响应.与美国气象卫星(GOES)观测的耀斑数据进行对比,发现VLF信号相位产生两种类型响应与耀斑到达峰值所用时长在耀斑持续时长中的占比有关,缓变型相位对应的耀斑到达峰值时长在耀斑持续时长中占比通常在30%～40%之间,急始型则不高于30%.研究X射线耀斑与VLF信号相位响应之间的对应关系,对进一步研究VLF信号传播及不同类型X射线耀斑的成因有积极的推动作用.     

利用ICP-MS研究桂林寨底地下河系统中碳酸盐岩稀土元素特征及其形成环境

氢化物发生与ICP-MS联用(HG-ICP-MS)可降低基体效应和多原子离子干扰,本文自制了一种与ICP-MS联用的氢化物发生装置,该装置采用三通将酸、碱和试样引入多接头的混合反应器中,再经自行设计的气液分离器随载气进入等离子体中,据此建立了HG-ICP-MS测定地质样品中稀散元素锗和碲的分析方法。实验中以20%盐酸+2%硼氢化钾(0.1%氢氧化钾介质)作为最佳氢化物发生反应体系,0.95 L/min为最佳载气流量,获得分析信号的灵敏度和稳定性较高,连续测定20次Ge和Te信号强度的相对标准偏差分别8.3%和2.1%,残余在ICP-MS中的Ge和Te信号强度在200 s内基本清洗完毕。Ge和Te检出限分别为0.007 μg/g和0.006 μg/g,其中Te检出限比采用敞口四酸溶样ICP-MS直接测定的检出限(0.1 μg/g)更低,应用于分析实际样品可给出准确结果。     

南方某工业区大气总悬浮颗粒物重金属来源解析及其对土壤环境质量的影响

解析大气总悬浮颗粒物(TSP)的重金属来源可为重金属生态风险评价和环境修复提供理论依据。本文研究了中国南方某工业城市冶炼厂周边冬季TSP和表层土壤(0~20 cm)中的重金属环境效应。采用大气主动采样技术收集TSP样品,原子荧光光谱法和电感耦合等离子体质谱法测定其中重金属的含量,结合富集因子法和Pearson系数法分析重金属含量特征及其来源。结果表明,研究区TSP中Zn、Pb、Cd含量最高达到30809.06×10-6、9902.91×10-6、1011.21×10-6,分别是中国土壤背景值的201.43、222.53、5616.20倍,属于污染严重级别;Ni、Cr含量分别是中国土壤背景值的1.83倍和2.96倍。冶炼厂、火力发电厂和化工厂等人为源是Zn、Pb、Cd、Hg、As等重金属富集的主导因素;土壤重金属含量与TSP重金属含量呈显著正相关,可判定研究区土壤的重金属来源主要为大气沉降。     

基于IsoSource的桂林寨底地下河硝酸盐来源定量研究

近些年,随着化肥和农药的广泛使用,地下水中硝酸盐污染日益严峻。本文选择桂林寨底地下河系统为研究区,对研究区进行地下水取样调查以及水化学和氮、氧同位素分析,利用IsoSource软件对其硝酸盐来源进行定量计算,为岩溶区地下水硝酸盐来源定量研究提供了一个新方法。结果表明,寨底地下河硝酸盐主要以NO3–为主,NO3–浓度变化在2.67~17.99 mg/L,平均值为6.3 mg/L,研究区内硝酸盐来源共有三种,分别为化肥、动物粪便与污水和土壤有机氮,其中化肥的变化范围为23%~78%,动物粪便与污水为6%~58%,土壤有机氮为6%~38%。沿地下水流动方向,化肥和动物粪便与污水的比例均发生了明显变化,与离居民区的距离密切相关,距离远时化肥比例较大,动物粪便与污水比例较小,距离近时则相反。     

数据库管理系统在地震滑坡研究中的应用地震滑坡数据库管理系统

地震滑坡资料是深入研究地震滑坡问题的宝贵基础资料,但是目前对这些资料缺乏有效的管理和利用。本文介绍的地震滑坡数据库管理系统可以科学合理地对这些资料进行高效管理,节省科研前期的投入,提高工作效率。本系统界面友好、操作方便,具有良好的可维护性、可扩充性和升级换代能力,可以加速地震滑坡问题的研究步伐,是地震滑坡问题研究的一个有力工具。     

不同地形校正模型计算地形复杂山区地表反射率的对比

地表反射率对定量遥感有重要意义,其在复杂地形区会受到地形条件影响。地形校正可以减小或消除山区遥感影像中地形因素影响。以梵净山区为研究区,利用Landsat-5 TM影像、DEM及坡度、坡向数据,采用10种地形校正模型进行比较实验,以发现其在反演地表反射率时存在的问题,并为选择适合地形复杂山区地表反射率反演的地形校正模型及相关研究提供参考。结果显示:1.SCS+C、Minnaert、b、Teillet-回归、VECA、C模型地形校正效果较好,可用于反演山区的地表反射率,但是当坡度为0°时,Minnaert、Teillet-回归、VECA模型存在问题;2.Cosine-b、Cosine、SCS和Cosine-C模型存在过度校正现象,Cosine和SCS模型甚至可能出现反射率大于1的异常值,不宜选择;3.在通过采样获得经验参数的情况下,Minnaert模型对样点选取较为敏感,而SCS+C和b模型对样点选取的敏感性较低。在较大范围的地形复杂山区反演地表反射率时,SCS+C和b模型更合适。此外,从DEM数据、大气校正模型、地表覆被类型方面分别探讨了其对地表反射率的影响并提出了改进建议。     

非接触智能卡安全攻击方法研究

随着非接触智能卡的广泛应用,其安全问题也越来越突出。研究了一种非接触智能卡DES密码算法的侧信道安全攻击方法,设计了非接触智能卡密码的侧信道安全攻击流程,研究了信号的采集和处理方法,并对处理后的最终信号进行安全攻击。论文设计了3种信号处理过程,并分别对这3种处理后的曲线进行了攻击操作。最终攻击结果证明了提出的非接触智能卡安全攻击方法是可行的,同时也表明信号处理在非接触智能卡安全攻击中的重要性。     

两种常用染色剂管道及淤泥条件下示踪及对比——以丁旗地下河连通试验为例

通过对丁旗地下河同一投放点同时开展二元示踪试验,探讨了当前被忽略的不同示踪剂应用对比及回收率合理性等问题。在淤泥沉积的地下河管道及流量和浊度稳定条件下,得出主要结论:(1)荧光素钠、罗丹明B回收率分别为53.91%和40.72%,前者比后者少损失13.19%;其中荧光素钠在主峰和缓慢衰减段排出量分别占85.03%和14.97%,罗丹明B则对应为65.88%、34.12%;(2) 荧光素钠对应峰值的回收强度为罗丹明B的2.95倍且最大峰值出现时间比后者提前2 h;(3) 罗丹明B由于吸附等形成的浓度曲线对管道结构分析有可能产生误导,荧光素钠则相对更准确。