基于云计算的分布式切图服务设计与实现

云计算如何在GIS领域真正落地,传统GIS技术如何改变才能适应形势,并真正将云计算和云平台的优势为自己所用,是当前云GIS最重要的研究课题。传统GIS地图服务中,地图缓存是基于单机预先切好的地图瓦片,并通过单机对外提供。这种传统的切图技术,对计算资源的利用率较低,且海量数据切图时间长达数月甚至数年,严重影响工作效率,加之没有故障恢复机制,切图任务一旦出现故障,整个切图工作都要推倒重来。在云计算快速发展的形势下,如何利用云平台的优势,提升海量地图数据的切图效率和稳定性,就成为云GIS迫切需要解决的问题。本文在分析云计算技术优势的基础上,对传统切图技术进行了改进,提出了分布式切图服务的设计思路,实现了地图瓦片的分布式生成、管理与发布,对比测试证明,分布式切图的性能、稳定性较传统方式有明显提升。基于此种设计实现的SuperMap iServer Java 6R(2012)分布式切图模块,支持地图瓦片的分布式切片和分布式存储管理,支持多种分布式文件系统、NAS与大数据存储系统(如FastDFS、EMC Isilon等),进一步提升了地图瓦片的存取速度和支持的并发数。本文提出的分布式切图技术,是对传统地图缓存方式的创新,为云GIS提供了一定的研究基础。     

基于日降雨量的年均降雨侵蚀力估算模型及其应用——以四川省凉山州为例

为提高连续性降雨强度、降雨量、雨滴动能等数据缺乏地区修正通用土壤侵蚀方程(RUSLE)的计算精度,提出了针对我国西南地区基于日降雨的年均降雨侵蚀力估算模型。进而RUSLE与GIS技术结合,剖析了四川省凉山州的土壤侵蚀空间分布特征。研究表明,四川省凉山州西北部土壤侵蚀较轻,东部和南部侵蚀较高,特别是金沙江干流沿岸、雅砻江下游、黑水河和美姑河等流域侵蚀最为严重。结合土地利用和坡度分析,凉山州>6°的旱地土壤侵蚀最严重,而林地和草地土壤侵蚀的强弱主要取决于植被覆盖程度。     

青藏高原隆升的黄土高原构造侵蚀效应

研究了青藏高原隆升与亚洲大陆强季风气候的耦合效应、黄土高原的阶段性抬升、构造变形及其构造侵蚀效应。结果表明,青藏高原的隆升引起多种黄土地质灾害。黄土高原的构造抬升导致侵蚀基准面下降,为重力侵蚀、沟谷溯源侵蚀和流水侵蚀提供了有利条件;构造变形使黄土产生构造裂隙、节理,增大了黄土的侵蚀速率,促进了黄土的坍塌和滑坡等侵蚀性地质灾害的发生;地形突变带、活动断裂带及地震活动带等稳定性条件差的黄土分布区,是黄土侵蚀性地质灾害最剧烈的地区。     

江西东乡花岗斑岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

通过对东乡铜矿花岗斑岩进行岩石地球化学特征、锆石U-Pb定年研究,探讨其岩石成因、构造环境、形成时代与成矿的关系。东乡花岗斑岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为156.4±1.5~161±1.0Ma。该岩体为高钾钙碱性系列,轻稀土元素富集,重稀土元素较亏损,具有明显的负Eu异常。微量元素富集大离子亲石元素,而亏损高场强元素。地球化学特征表明,东乡岩体形成于碰撞构造环境,岩浆来源于地幔,但形成演化期间经历了地壳物质的同化混染。该区矿石与花岗斑岩的稀土元素配分曲线存在一定的相似性,且成矿时间与岩浆侵入时间相近,表明岩浆侵入对东乡铜矿床的形成具有重要贡献。     

面向流域的定量降水估测产品检验订正

伴随着多源降水融合技术的发展,我国卫星、雷达反演、地面雨量观测计定量降水估测(QPE)产品已逐步趋于成熟,有效弥补了仅基于常规雨量站降水数据时空分辨率不足的缺陷,为江河流域面雨量产品开发和应用提供了契机;而对QPE产晶进行适用性检验和汀正是其在面向流域面雨量应用中的前提和基础。本研究利用国家气象中心及国家气象信息中心开发的QPE产品,结合水文站点实测降水数据,分别从产品误差的时空分布、流域的平均误差、不同量级降水的产品质量等角度,综合利用TS评分、命中率、漏估率、空估率以及ROC曲线等多种统计检验方法总体评估降水产品的适用性;采用递减平均法对每日的定量降水估测和实况降水的误差进行相关统计,在此基础上,对初始的QPE产品进行了优化订正,建立了基于QPE的流域面雨量产品;最后以沂河临沂站以上流域的水文要素预报为例,验证了订正产品对水文模式预报改进效果。上述研究表明,基于多源降水融合的QPE面雨量产品开发,在一定程度上可弥补目前国家级流域面雨量业务精细化不足,提升了国家级水文气象业务的技术能力。     

园林数字化信息系统的建设与实现

城市绿化是城市建设的重要组成部分,是一座城市展示形象的窗口,可以综合反映一座城市的文明程度、环境状况、经济状况和城市面貌。本项目利用GIS技术、绿化资源数据库技术等对绿化资源数据进行整合,在进行我市绿化信息资源普查的同时为园林绿化数据科学管理提供统一平台。     

一种POS数据辅助多视角倾斜航空影像匹配方法

提出一种利用POS辅助多视角倾斜影像匹配的算法。首先,利用POS数据对倾斜影像进行近似核线纠正;然后,用SIFTGPU算法对纠正影像进行特征匹配,根据匹配结果计算出两张影像的水平和垂直方向视差进而求得其近似重叠区域;将重叠区域进行分块特征匹配,采用比值提纯法、视差约束和RANSAC算法等约束条件剔除误匹配;最后,将匹配结果通过POS数据反算回到原始影像上。试验结果表明,将POS数据应用到多视角倾斜影像匹配中,可快速获得比常规影像匹配方法数量更多、分布更均匀的匹配点。     

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多道瞬变电磁法(MTEM)技术分析

多道瞬变电磁法(MTEM)具有深度大且探测精度高的特点,是目前电磁法领域研究热点之一。为推进多道瞬变电磁法深部探测系统的研发,对多道瞬变电磁法的技术特点及地球物理机制进行了分析。首先,对多道瞬变电磁法的关键技术进行总结,其特点包括:采用大功率接地源形式;编码发射;多道观测;类地震资料处理。然后,指出多道瞬变电磁法的地球物理实质:多道瞬变电磁法属于近源测深,即通过改变偏移距达到测深目的;接收信号包括系统响应和大地脉冲响应(即含有一次场与二次场的混合场)信号,采用反卷积方法获取大地脉冲响应。最后,针对中国复杂环境下的深部探测,对现有的多道瞬变电磁法提出改进思路:1把二维观测系统改进成三维观测系统,即三维数据采集系统,使其应用性更强且更方便,探测深度大,精度高;2把常规一维拟地震资料简单处理改进成三维拟地震成像解释;3从油气勘探领域拓展到复杂的深部矿产资源领域。     

岩浆弧火成岩构造组合与洋陆转换

本文从岩浆弧的火成岩构造组合、主要地质特征和弧地壳成熟度几个方面,讨论洋陆转换作用及其过程。表征洋俯冲环境的火成岩构造组合主要有英云闪长岩—奥长花岗岩—花岗闪长岩(TTG)组合,高镁安山岩组合,镁安山岩组合,Adakite组合(即高锶低钇中酸性岩)与富铌弧玄武岩组合等。基于火成岩构造组合的配置,讨论了4种可能的洋俯冲壳的壳幔结构:(1)热的年轻的俯冲洋壳与上覆冷的幔楔岩石圈;(2)冷的老的俯冲洋壳与冷的幔楔岩石圈;(3)冷的老的洋壳与热的幔楔软流圈;(4)热的年轻的俯冲洋壳与上覆幔楔软流圈。讨论了弧岩浆前锋作为结构标志以及空间组成极性的构造意义;讨论了弧火山作用的时间极性与弧成熟度及其地壳厚度之间的正相关关系,提出岩浆弧地壳双层结构的模型,下地壳主要为玄武质的基性麻粒岩和角闪岩,上地壳为长英质的TTG片麻岩,相当于大陆壳形成的第一阶段,即新生陆壳。岩浆弧及其洋—陆过渡性的弧地壳是洋俯冲作用形成的洋陆转换带(或增生造山带)的最重要的记录。