基于反射光谱预测土壤重金属元素含量的研究

本文利用实验室实测的土壤反射光谱以及铅、镉、汞等重金属元素数据,进行土壤重金属元素含量快速预测的可行性研究。本文利用偏最小二乘回归方法,研究了反射率(R)、一阶微分(FDR)、反射率倒数的对数(lg(1/R))和波段深度(BD)等对预测精度的影响,对这几种光谱指标预测土壤重金属含量的能力进行了分析和评价,同时分析了多光谱数据估算土壤重金属元素含量的可行性。结果表明,反射率倒数的对数lg(1/R)是估算土壤重金属元素含量最好的光谱指标,尤其是Cd和Pb,检验精度R超过0.82。有机质、铁锰氧化物和黏土矿物对土壤重金属元素的吸附是可见光—近红外—短波红外光谱估算其含量的机理。多光谱数据同样具有估算土壤重金属元素含量的能力,但实际数据则要考虑多种因素的影响。     

螺杆钻具转子系统不对中的故障产生机理与诊断

螺杆钻具是由多个可以旋转的转轴通过万向联轴器连接成的一个轴系,主要用来传递转矩从而带动钻头运动。但是在安装或者在万向联轴器自身磨损消耗下,钻具会出现轴线上的不对中,进而引发一系列故障,比如螺杆钻具的螺杆马达转子联轴器偏移、轴承移动、转轴发生形变、油膜失稳等,导致机器发生振动并造成一系列的危害。因此,在实验室条件下,研究井下动力钻具不对中的故障产生机理,掌握不同故障的特征,并及时进行故障诊断,对减小或避免由于转子联轴器不对中而产生的故障具有十分重要的意义。本文借助于DHRMT双跨转子台高度模拟井下的钻具故障,设置转子不对中的不同故障类型,通过实验获得钻具转子不对中故障造成的振动特征,为井下动力钻具设计及改进提供参考依据。     

机械式自动垂钻工具偏重机构角位置测量方法研究

机械式自动垂直钻具在实际应用过程中,偏重机构由于自身的惯性以及外部环境的影响,会出现不能稳定在井眼低边的情况,导致纠斜精度降低。为研究偏重机构在钻进过程中角位置的变化规律,本文提出了基于绝对式磁编码器的一种非接触式的角位置测量方法,构建了测量数据采集界面并进行了实验室验证及可靠性分析。该方法可有效地实现偏重机构变化角度的测量,测量误差不超过3°。非接触式的角位置测量方法能够监测角位移且其误差在工程允许的误差范围内,可以为后续的机械式垂直钻井系统的研发实验和改进优化提供可靠的数据。     

内蒙古巴林右旗东梁岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb定年及地球化学特征

本文对内蒙古巴林右旗东梁岩体进行的岩石学、年代学和地球化学研究显示,东梁岩体岩性为石英闪长岩,LA-ICP-MS锆石U-Pb定年加权平均年龄为(251.9±4.4)Ma,指示东梁岩体形成于早三叠世。地球化学特征表明岩石富硅、铝、钠,贫镁、钾,A/CNK=0.98~1.11,属于钙碱性准铝质-弱过铝质岩石,轻稀土富集,重稀土亏损,不具Eu和Ce异常,具有高Sr、低Y、低Yb的特征,属于埃达克岩。结合区域已有研究成果,认为东梁岩体的岩浆可能来源于西伯利亚板块和华北板块碰撞拼合所导致的新生地壳部分熔融。     

大别-苏鲁超高压变质岩研究新思路: 偏光显微镜阴极发光技术的应用

利用偏光显微镜阴极发光技术可观察到其他常规成分结构测试法不易识别或容易忽略的多种矿物的生长结构, 该技术是进行后续成分分析的有效预研究手段, 可为重建矿物形成演化过程提供重要信息.该技术在国际岩石矿物学、油气储层及矿床学领域应用广泛, 但在变质岩研究领域的应用较薄弱.综述该技术在国际超高压变质岩研究领域的应用, 并利用其对大别-苏鲁超高压变质带经典地区的超高压榴辉岩、云母片岩、大理岩进行初步研究, 讨论它在多期微细矿物相快速鉴别、生长环带、微量元素分布规律、双晶纹、出溶结构等内部结构表征方面的应用价值和前景.偏光显微镜阴极发光技术与拉曼光谱、扫描电镜、电子探针等分析技术相结合, 可为我国超高压变质岩的研究开辟和扩展一条新思路.      

一种新的基于2维傅里叶谱图像的恒星光谱特征提取方法和深度网络分类应用

天体光谱分类是天文学研究的重要内容之一,其关键是从光谱数据中选择和提取对分类识别最有效的特征构建特征空间.提出一种新的基于2维傅里叶谱图像的特征提取方法,并应用于LAMOST (the Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope)恒星光谱数据的分类研究中.光谱数据来源于LAMOST Data Release 5(DR5),选取30000条F、 G和K型星光谱数据,利用短时傅里叶变换(Short-Time Fourier Transform, STFT)将1维光谱数据变换成2维傅里叶谱图像,对得到的2维傅里叶谱图像采用深度卷积网络模型进行分类,得到的分类准确率是92.90%.实验结果表明通过对LAMOST恒星光谱数据进行STFT可得到光谱的2维傅里叶谱图像,谱图像构成了新的光谱数据特征和特征空间,新的特征对于光谱数据分类是有效的.此方法是对光谱分类的一种全新尝试,对海量天体光谱的分类和挖掘处理有一定的开创意义.     

气候模式对长江流域气温和降水的模拟性能评估及未来情景预估

利用政府间气候变化专门委员会第四次评估报告的22个新一代全球气候模式基准期(1961～1990年)模拟结果,从时空尺度分别讨论了与观测过程的差异,评估了模式对长江流域气温和降水的模拟性能。结果表明22个气候模式对长江流域具有一定的模拟能力,地面气温的模拟值都偏低,部分降水的模拟值局部偏高。不同的气候模式的模拟能力差异显著,大部分模式对长江流域的模拟精度有待进一步改进,只有少数几个模式（降水有6个模式,气温有5个模式）的年变化趋势与实况基本一致。综合比较,UKMO_HadCM3和NCAR_PCM两个模式基本能再现长江流域降水和气温的年变化特征。长江流域降水和气温未来情景预估表明各个模式和情景结果虽然存在差异,但对未来90年气候变化的模拟趋势基本一致,将持续增温、降水出现区域性增加,并着重讨论了UKMO_HadCM3模式在2020s（2010～2039年）、2050s（2040～2069年）和2080s（2070～2099年）3个时段的降水和气温时空变化特征,研究结果表明3个时段气温和降水在不同情景下都是逐渐增加的,A2情景下未来降水增幅最显著,B1情景增幅最小。     

考虑不确定度的POT模型在洪水重现期分析中的应用研究

以淮河紫罗山子流域出口日平均流量数据为研究对象,基于超阈值(POT)模型,采用最大似然法估计广义Pareto(GP)分布参数并计算出重现期水平和相应的置信区间范围。拟合优度检验结果显示POT模型在扩大洪水样本提高使用效率的同时,对样本经验点据的适线性也较好。通过对5种时段长度的水文实测流量数据重现期计算发现:实测数据长度对重现期计算结果不确定性有重要影响,在工程水文中推荐选取恰当的置信区间上界作为设计值加以解决。     

正六边形格网DEM下的等高线生成算法及质量评价

正六边形格网由于各向同性、邻接等效、拟合精度高等优点,被作为规则格网DEM数据结构的格网单元,已应用到流向分析、谷地线提取等数字地形分析中,但是其质量检测评价仍没有得到很好的研究,DEM的质量直接影响到后续数据分析结果以及相关决策的正确性与可靠性。使用常规的方法如检查点法、剖面法只能在局部评价DEM的误差情况,无法全面的评价DEM的质量。而等高线能够反映地形地貌的整体情况,因此等高线回放法通过分析回放等高线的质量,进而检测评价DEM的质量,是评价DEM质量的一种相对全面准确的方法。因此,本文将顶点高差标记法应用到六边形DEM格网结构中,为正六边形规则格网DEM提出了一种等高线生成算法,并对正六边形格网DEM的数据质量进行评价和分析。首先,本文利用生成等高线拓扑正确性、与原始等高线贴合度以及弯曲特征保持情况3个指标以评价六边形格网结构下的基于顶点高差标记法所追踪的等高线,其具有无自相交等拓扑错误、与原始等高线贴合度高、弯曲特征保持情况良好等特点,证明了该算法的可行性。此外,本文将该生成方法应用到不同规则格网DEM质量对比中,即基于顶点高差标记方法分别生成四边形DEM和六边形DEM的等高线...     

基于历史观测数据的飞行航路点温度估算方法

航线飞行温度数据是航线适应性分析、开航分析和飞机选型等研究工作的基础。本文基于NOAA历史气象数据,通过对原始温度数据的统计、分析、拟合,建立与原始温度数据拟合度最高的函数模型,构建基于温度频率密度曲线特征的航路点温度快速估算方法;然后以典型的经纬度网格点为例,将直接统计计算和快速估算方法的计算结果与波音公司WINDTEMP.EXE软件计算结果进行对比,表明基于统计计算的航路点温度估算方法具有准确可靠的优点,但计算速度较慢,难以满足民航运行要求;该论文所研究的基于温度频率密度曲线特征的航路点温度快速估算方法则具有精度高、运算速度快的优点,可以满足民航运行的真实需要。