从实景三维建模到数字孪生建模

从实景三维建模到数字孪生建模是国家数字经济和智慧社会建设与发展的基本需求。本文探讨了实景三维建模和数字孪生建模的关键技术内涵,介绍了数字乡村、未来社区和智能铁路等典型应用场景。广域范围实景三维建模在低成本高效数据采集和智能化自动化三维精细建模与动态更新方面面临挑战,城市级或重大工程级的数字孪生建模在全要素整体性的表征数据与机理模型集成表达方面还存在关键技术瓶颈。测绘技术亟须多学科交叉融合创新,突破天空地有机协同实时动态获取多细节层级实景三维数据、智能化处理多专业多尺度多模态时空数据、不完备数据条件下复杂场景的三维实体化精细建模、表征数据与机理模型结合的全生命周期数字孪生模型动态构建等核心关键技术,形成通用地理空间智能,实现测绘技术的高质量发展和对经济社会发展不可替代的更有力的基础支撑。     

Analytical and numerical modeling for flexible pipes

The unbonded flexible pipe of eight layers,in which all the layers except the carcass layer are assumed to have isotropic properties,has been analyzed.Specifically,the carcass layer shows the orthotropic characteristics.The effective elastic moduli of the carcass layer have been developed in terms of the influence of deformation to stiffness.With consideration of the effective elastic moduli,the structure can be properly analyzed.Also the relative movements of tendons and relative displacements of wires in helical armour layer have been investigated.A three-dimensional nonlinear finite element model has been presented to predict the response of flexible pipes under axial force and torque.Further,the friction and contact of interlayer have been considered.Comparison between the finite element model and experimental results obtained in literature has been given and discussed,which might provide practical and technical support for the application of unbonded flexible pipes.     

顾及接收机UPD的PPP分步模糊度固定方法

提出一种顾及接收机未校准硬件延迟偏差(uncalibrated phase delays,UPD)的PPP分步模糊度固定方法,利用卫星端UPD产品对观测卫星的浮点模糊度进行改正,采用与整数无关的三角函数进行计算,得到接收机端UPD估计值.基于非差法估计接收机端UPD,根据非差窄巷模糊度协方差大小进行分步模糊度固定,并选...     

不同弹模时圆形巷道围岩的应变局部化数值模拟

利用基于运动方程求解的FLAC程序模拟了不同弹性模量时圆形巷道的应变局部化过程。在计算中, 采用了"先加载, 后挖洞"方式。模拟结果表明, 在弹性模量中等或较小的条件下, 由于开挖卸荷而产生的围岩向空腔内部的"涌入"(运动)现象比较明显, 进而围岩中诱发了较多的破坏、V形坑或短剪切带式破坏。在上述条件下, 基于静力平衡的解析及数值方法不再适用, 而且是偏于不安全的。弹性模量越小, 开挖之后, 围岩维持其均匀周向(或环向)变形的能力越差, 这种轴对称变形越容易被打破, 也被打破得越早。尽管随着弹性模量的增加, 破坏单元数的变化并不是单调的, 但是在总体上, 随着弹性模量的增加, 破坏单元数目降低, 最大剪切应变增量急剧单调下降。      

全球地球化学数据管理系统:“化学地球”软件研制

"数字地球"已经提出多年,是20世纪末期问世的定量化研究地球的一个新的战略方向。通过借鉴Google Earth,地质学界提出了建设One Geology和OGS-Earth多层次多学科应用平台的概念。进一步提出构建基于化学元素在地壳的分布可视化,建立"化学地球"或者叫做"元素地球"(命名为Chemical Earth),能直观地揭示地壳中元素的分布,反映出不同大地构造单元元素时空分布、演化历史和矿床的物质背景。本项研究主要完成两个方面的内容:(1)研发一个基于ArcGIS Server二维和三维统一的"化学地球"软件平台,类似于谷歌地球(Google Earth)的数字地球软件平台,实现对地球化学数据和图形适时进行二维(平面)和三维(球面)联动;(2)建立地球化学数据库和提供图形化工具,实现对数据库进行多种方式的查询统计,如对不同尺度地球化学图的显示、图形与数据交互查询和采样信息查询等。     

华南—西秦岭地球化学走廊带水系沉积物钴含量影响因素评价

地球化学填图可为解决钴的资源和环境问题提供重要基础数据。深入理解沉积物中钴含量影响因素是科学利用钴地球化学填图数据的前提。本文基于华南—西秦岭地球化学走廊带钴等元素(指标)空间分布,利用相关性系数R、线性回归方程和地理加权回归方法系统评价不同因素对沉积物钴含量的影响。中—基性岩区和碎屑岩区源岩对沉积物钴含量具有主导作用。在碳酸盐岩区和酸性岩区,源岩-沉积物的局部拟合度和回归系数均降低,说明源岩对沉积物钴含量的相关性和贡献度减弱,富集系数提高和负的回归系数表明次生富集作用的影响占据主导。在碳酸盐岩和酸性岩区,铁锰氧化物和有机质对沉积物钴的次生富集影响显著,尤其在碱性条件下和强氧化条件下,氧化锰和有机质与钴的次生富集相关性达到R_Mn=0.54～0.63和R_org=0.75。引入地理加权回归方法研究不同地质背景区源岩对沉积物钴含量影响,进一步深化了水系沉积物钴含量影响因素的认识,为资源勘查和环境评价提供理论参考和基础支撑。     

东南沿海中生代火山岩带地球化学特征

中国东南沿海位于太平洋板块和欧亚板块的结合处,广泛分布着中生代火山岩,并伴随有大规模的成矿作用。酸性火山岩占绝对优势,基性中性火山岩仅零星出露。酸性和中性火山岩为一套富碱、富钾、富铝、低钛的高钾钙碱性系列,基性火山岩为一套富硅贫碱的高钾和中钾钙碱性系列。从基性到酸性火山岩稀土分馏和铕的负异常逐渐加剧。基性火山岩贫Nb、Zr、Y,弱富集Ba、Hf、Th、Ce。中性火山岩和酸性火山岩贫Ba、Ti、P、Nb、Zr、Ta、Sr,强烈富集Pb。通过主量、微量和稀土元素的研究认为,基性火山岩和酸性火山岩为独立的岩浆起源,在中生代,东南沿海广泛存在着玄武岩的底侵作用,给下地壳提供了大量的热源,从而诱发了下地壳重熔,形成了大量的酸性火山岩。中性火山岩由酸性和基性岩浆混合形成,其地球化学特征主要受酸性岩浆的制约。     

全国地球化学基准网建立与土壤地球化学基准值特征

全球一致性和权威性地球化学观测数据是资源与环境评价的定量标尺。中国实施的"全国地球化学基准计划"作为"全球地球化学基准计划"的一部分,于2008—2014年实施,建立了覆盖全国的地球化学基准网。按照1∶20万图幅为网格单元,在全国1600个网格单元中,共部署3382个汇水域采样基准点,每个基准点同时采集了表层和深层土壤样品,共计采集6617件样品,使用高精度分析技术和严格的质量控制,分析了81个地球化学指标。本文首次给出了全国土壤81个指标地球化学基准值数据,初步阐释了地球化学基准值数据和空间分布特征与地质背景、成矿作用、表生作用以及人类活动的关系。     

基于HJ-1B卫星数据的积雪面积制图算法研究

积雪是影响气候变化的重要因子, 采用更高时空分辨率的环境减灾卫星遥感数据进行积雪制图算法的研究, 对推进我国自主遥感卫星在积雪监测领域的应用具有重要意义. 采用环境减灾HJ-1B卫星数据, 以青海省果洛藏族自治州达日县为研究区, 应用归一化差值积雪指数(NDSI)法建立了基于HJ-1B卫星数据的积雪面积制图算法, 并比较MODIS与HJ-1B积雪图精度. 结果表明: 研究区HJ-1B积雪制图合理的NDSI阈值为0.37, 总分类精度达到97.97%; 与"真值"影像比较, HJ-1B积雪图K_hat系数为0.911, 高于MODIS的0.817. 说明该研究建立的基于HJ-1B积雪制图算法精度可靠, 适合对研究区积雪进行实时动态监测. HJ-1B更高的空间分辨率对提高研究区积雪覆盖面积监测精度具有重要的使用价值, 但是地形因素是影响HJ-1B数据积雪分类精度的一个重要原因, 随着坡度的增加, 分类误差也随之增大, 尤其是多测误差增加比较显著.     

内蒙古中东部残山丘陵草原覆盖区化探方法研究

在内蒙古中东部针对半干旱残山丘陵草原覆盖区开展1∶20万区域化探方法研究.在典型已知矿区进行了流长、层位和粒级方法试验,以及不同采样密度、采样粒级的面积试验.结果表明:采样深度为20～ 80 cm时可以有效地发现异常,但为了提高采样效率,避免风成沙干扰,建议采样深度在钙积层上方40 ～ 80 cm为宜;流长从500～3 500 m都可以有效发现区域异常,因此流长对1∶20万或1∶25万区域化探调查影响不大;-120目细粒级沉积物样品中,贫SiO2而富集各种成矿元素及伴生元素,受风成沙稀释影响较小,是1∶20万区域化探调查的最佳采样介质.根据试验结果,对该景观区进行2 000 km2的1∶20万区域化探调查示范,结果表明,在已知矿区均能获取清晰的成矿元素地球化学异常,且在其他地方也发现了多处异常,证明了所选采样介质的有效性;与1∶20万区域化探调查数据进行对比,发现本此研究圈定的成矿元素异常强度高、范围大,显著避免了风成沙对元素含量稀释的影响.因此,-120目细粒级沉积物样品可作为该景观区1∶20万区域化探调查的最佳采样介质.