基于双频磁共振的未知拉莫尔频率地下水探测方法

在利用地面磁共振方法进行地下水探测时,要求发射频率与拉莫尔（Larmor）频率相同.由于地磁场的不均匀性和噪声干扰,实际测量时无法获得准确的Larmor频率,导致发生偏共振现象.如果假设磁共振或频率偏量未知时,反演得到的含水量和弛豫时间（T₂^*）将存在较大误差.为了解决未知Larmor频率情况下的准确探测问题,本文在频率环测量方案的基础上提出了双频磁共振探测方法,即只需知道Larmor频率的范围区间,通过区间外的两个频率进行偏共振激发,利用频率差值的一半作为频率偏量计算核函数,即可消除未知Larmor频率的影响.通过仿真实验,证明了在电阻率大于100 Ωm时,双频磁共振和偏共振的核函数偏差较小.对于双层含水层模型,双频磁共振和偏共振的信号偏差小于3 nV,因此得到双频磁共振信号可以用偏共振核函数进行反演.通过对假设磁共振、假设偏共振和双频磁共振反演结果的对比,可以得到在未知频率偏量和设定频率偏量改变时,双频磁共振均能得到准确的反演结果.但是,当环境噪声增加和电阻率降低时,反演结果的准确度降低.最后,通过长春市烧锅镇采集数据的反演结果与已知钻探资料进行对比,验证了双频磁共振探测方法的有效性和准确性.

     

基于多时相Landsat影像的中亚地区植被覆盖遥感监测

针对中亚地区的强生态脆弱性、高敏感性特征,有必要开展广域、长期的植被覆盖监测以匹配"绿色丝绸之路"的可持续发展目标。鉴于此,联合Landsat 5和Landsat 8卫星数据集,利用Google Earth Engine(GEE)地理空间数据云计算平台,估算了中亚地区1993—2018年间共12期的植被覆盖度。结果表明:(1)中亚地区植被覆盖总体水平较低,但也具有较为显著的空间异质性。(2)中亚地区1993—2018年间多数区域植被覆盖趋势较为稳定,哈萨克斯坦丘陵、费尔干纳盆地等区域植被覆盖度呈增加趋势,乌拉尔河流域和锡尔河流域等区域植被覆盖趋势为负。(3)植被覆盖度时序特征上,中亚地区1993—2018年间总体植被覆盖度累积增加3%,其中吉尔吉斯斯坦和塔吉克斯坦植被覆盖分别增加3.96%和5.86%。(4)裸土区呈退缩趋势,面积总计减少25.9×104km2,低植被覆盖区、中植被覆盖区和高植被覆盖区范围在呈现出的振荡式增加。研究结合遥感大数据和地理云计算对中亚地区进行区域尺度的植被覆盖动态监测,能对中亚地区生态评估和演替分析提供技术支持和定量数据。     

大气污染物排放量与颗粒物环境空气质量的空间非协同耦合研究——以武汉市为例

针对区域大气污染物排放量与空气质量在时空分布上存在不完全协同、匹配的现象,论文选择SO₂、NO_X、PM_2.5、CO和VOCs作为大气污染物指标,选择气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth, AOD)表征颗粒物环境空气质量,以武汉市为例,综合应用耦合模型和空间错位指数模型研究2类指标之间的空间非协同耦合规律。主要结论如下：① 武汉市大气污染物排放量与颗粒物空气质量具有不同空间分布特征,大气污染物排放量呈现由城市中心城区向远城区递减的趋势,其中SO₂、PM_2.5和VOCs的排放具有明显的中心聚集现象,而NO_X和CO聚集现象不显著,且与道路分布明显相关;AOD分布具有明显的空间差异性,总体上呈由西北向东南依次递减的趋势。② 武汉市大气污染物排放与颗粒物空气质量的空间非协同耦合规律：越靠近城市中心城区,空间协同耦合现象越显著,空间错位现象越弱;越远离主城区,空间非协同耦合现象越显著,空间错位现象越显著;SO₂排放量与AOD在武汉市远城区的空间错位指数均大于0.7,且耦合度指数小于0.3,呈现较强的非协同耦合特征,NO_X、VOCs、PM_2.5的排放量与AOD在武汉中心城区的空间错位指数均小于0.5,且耦合度指数大于0.5,协同耦合现象较为显著。③ 基于时空非协同耦合分析城市大气环境污染治理建议：针对污染物与AOD空间错位不显著的城市中心城区,以本地减排治理为主;针对污染物与AOD空间错位显著的远城区,应在污染溯源分析的基础上进行区域协调综合治理。     

雅鲁藏布江流域降水中δ18O 的时空变化

通过研究2005年西藏雅鲁藏布江流域拉孜、奴各沙、羊村和奴下4个站点降水中的δ18O变化,揭示了雅鲁藏布江流域降水中稳定同位素的时空变化规律.研究显示,雅鲁藏布江流域降水中δ18O季节变化明显,高值出现在季风降水之前的春季,而低值出现在季风降水季节,其间降水中δ18O具有明显的"降水量效应";从空间上看,降水中的δ18O从下游至上游递减,造成这种分布特征主要是由于"高程效应"以及水汽远距离输送导致其中的18O被贫化的结果.经计算表明,雅鲁藏布江流域降水中δ18O由于"高程效应"造成的递减率为0.34‰/100m,而水平方向上自东向西由于水汽远距离输送造成的递减率为0.7‰/100km.从季风期间大范围的降水过程来看,降水中δ18O的空间变化主要受"降水量效应"制约.     

Design and implementation of a 3D ocean virtual reality and visualization engine

In this study,a 3D virtual reality and visualization engine for rendering the ocean,named VV-Ocean,is designed for marine applications.The design goals of VV-Ocean aim at high fidelity simulation of ocean environment,visualization of massive and multidimensional marine data,and imitation of marine lives.VV-Ocean is composed of five modules,i.e.memory management module,resources management module,scene management module,rendering process management module and interaction management module.There are three core functions in VV-Ocean:reconstructing vivid virtual ocean scenes,visualizing real data dynamically in real time,imitating and simulating marine lives intuitively.Based on VV-Ocean,we establish a sea-land integration platform which can reproduce drifting and diffusion processes of oil spilling from sea bottom to surface.Environment factors such as ocean current and wind field have been considered in this simulation.On this platform oil spilling process can be abstracted as movements of abundant oil particles.The result shows that oil particles blend with water well and the platform meets the requirement for real-time and interactive rendering.VV-Ocean can be widely used in ocean applications such as demonstrating marine operations,facilitating maritime communications,developing ocean games,reducing marine hazards,forecasting the weather over oceans,serving marine tourism,and so on.Finally,further technological improvements of VV-Ocean are discussed.     

北太平洋150°E-165 °E海域柔鱼重心渔场的年间变动

利用空间距离和灰色关联度分析方法对1995～2001年间北太平洋150°E—165°E柔鱼作业渔场的重心分布进行比较研究,1995～1997年8～10月份作业渔场的重心与1998～2001年存在着较大的差异,前者基本上在150°E—153°30E的42°30′N以南海域,而后者位于155°E-161°E的42°45′N以北海域。聚类结果表明,8月份作业渔场重心分为三类:1998～2001年为一类,1996～1997年为一类,而1995年为一类。9月份产量重心与作业渔船重心的聚类结果则有所不同,产量重心的聚类结果为四类,即1999～2001年为一类,1997、1996年为一类,1998年和1995年各为一类;而作业渔船重心的聚类结果则分为三类,即1999～2001年为一类,1995～1997年为一类,1998年为一类;10月份作业渔场重心分为三类;1998、2001和1999年为一类,1995～1997年为一类,2000年为一类。年间的渔场变化可能是由海洋环境条件所引起。灰色关联分析表明,产量重心与作业渔船重心存在一定的差异。8～10月份作业渔场重心的总体变化趋势为向东北偏东移动。     

北京市大兴区大气降尘环境磁学特征及其环境意义

应用环境磁学方法对北京市大兴区大气降尘环境磁学特征进行了系统研究,并通过与北京市朝阳区、兰州市大气降尘环境磁学特征的对比,对环境磁学在污染物来源解析及扩散条件研究中的应用机理进行了探讨。结果表明,大兴区大气降尘磁性矿物含量明显高于本区表土,人为源影响显著;降尘样品磁学特征主要受磁铁矿控制,并含有一定数量的磁赤铁矿,磁性矿物为准单畴和多畴颗粒;大兴区降尘样品的磁性矿物含量明显低于朝阳区,且样品颗粒相对较细,表明人口密度、车流量、城市发达度对大气污染程度存在显著影响;大兴区与兰州市大气降尘磁性矿物含量的季节变化差异表明,燃煤取暖对北京大气质量的影响显著减弱,燃煤锅炉改造是大气污染防治的重要措施之一。气象因素对大气颗粒物浓度变化有重要影响,降水、低气压和高风速利于大气颗粒物的清除和扩散,低气温对大气颗粒物污染的负面影响显著。     

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济南市南部山区水井北村滑坡成因机制及稳定性研究

2019年8月,济南市南部山区水井北村发生滑坡地质灾害。根据水井北村滑坡的地质背景,针对性布置物探、钻探等勘查手段,研究滑坡工程地质特征,分析水井北村滑坡类型及发生的地质成因机制;采用刚体极限平衡分析法,研究水井北村滑坡整体稳定性。研究认为断裂发育、岩层风化、地势、浅层含水层受降雨影响,是水井北村地质灾害点具备滑坡发生的内在条件。降雨和泉水入渗、耕植等行为是滑坡发生的外在条件。水井北村山体滑坡在天然条件下,稳定系数平均值为1.033,整体属欠稳定状态。暴雨状态下,稳定系数平均值为0.903,坡体处于不稳定状态。     

青海湖湖东沙地风沙沉积物的粒度特征

通过对青海湖湖东沙地克土沙区不同类型沙丘地表沉积物粒度特征的水平变化和0～20 cm垂直变化的分析,可知自然固定沙丘的表层沉积物以细砂为主,其他沙丘以中砂为主,粒度参数随着地形起伏有不同的变化特征;随着深度的增加,粗颗粒逐渐增多,细颗粒逐渐减少,粒度参数随着深度的增加呈波动减小的趋势。通过比较分析,可得出人工治理措施对沙地地表环境的影响较大,能促进细颗粒物质的沉积,有效减少地表的风蚀量。