地质公园三维电子地图的设计与实现

结合三维建模和电子地图的基本理论,根据地质公园的特点,利用ERDAS实现大面积区域三维可视化,并结合3DS MAX丰富的建模技术及强大的动画制作功能,在地质景观演化方面做了初步探讨。采用“超地图”的形式来组织各种地图数据以及超媒体相关信息,从内容结构设计及特点进行论述,实现了伊通火山群的三维电子地图,展示出“伊通型火山”的特点。为科研、科普和旅游提供了方便、直观的信息表现形式,拓宽了电子地图的应用领域,同时也丰富了电子地图的研究内容。     

利用余震频度分布进行宏观震中快速判定

微观震中和宏观震中的偏离是现阶段震后烈度快速判定亟待解决的问题。 本文旨在通过研究中国西部1970年以来7个M_S≥6.5破坏性大地震后24小时内的余震频度N值的空间变化, 分析和判定主震破裂的大致范围, 从中得出可能的宏观震中位置, 为大地震的应急救援提供参考。 本文将主要以2008年汶川地震为例说明最小完整性震级确定的步骤和结果, N值计算方法和N值分布图的绘制以及宏观震中的确定, 最后将7次大地震每个时段估计震中和实际的宏观震中进行比较和分析。 研究结果显示: ① 破坏性大地震24小时内不同时段由余震频度N值分布得到的宏观震中, 可有效缩小由微观震中评估烈度产生的偏差; ② 震后2、 4、 12、 24小时四个时段的估计震中能够作为烈度快速判定的修正因子, 满足震后快速响应的时效性要求。 并且震后24小时的估计震中效果最好。     

城区内涝淹没模拟算法

针对城区内涝淹没范围和水深模拟问题,该文提出了一种基于约束Delaunay不规则三角网与三棱柱的城区内涝淹没模拟算法。该算法以沿地面三角形的顶点垂直向上引垂线形成的三棱柱为计算单元,通过"等体积"的方法,建立时间序列切片下的淹没水深和积水量的关系,据此实现淹没范围和水深模拟。以北京师范大学(简称"北师大")主校区为例,对单汇水区的水面高程上升模拟结果与实际观测值进行对比,基本吻合;并与传统栅格DEM的淹没效果进行了对比,表明该算法正确有效。     

1:25万地质图空间数据库的建立

建立地质图空间数据库是将通过调查得到的数据整理后进行属性数据、图形数据采集,利用GIS软件形成不同格式的地质图空间数据库从而达到数据库存储、查询、分析、检索的目的,并实现信息共享。通过利用MAPGIS软件以及基于MAPGIS上开发的RGMAP数字填图系统建立1∶25万地质图空间数据库,分析了数据库的内容和功能,重点提出了建库过程中应该注意的问题。     

桂林-阳朔地区DEM地形特征与岩性相关性分析及分类研究

地形地貌是岩性解译的重要信息,地形因子作为描述DEM数字曲面几何特征的定量指标参数,可用来定量化表达不同岩性所在地区地形地貌特征。本文以桂林-阳朔地区为研究区,研究地形因子数学、地质意义,建立岩性与地形因子组合间的定量关联,进而实现岩石类型划分。本文基于ASTERGDEM提取坡度、起伏度等12个地形因子,在分析各个地形因子地质意义基础上,通过聚类分析及方差分析的多元统计分析方法,研究各岩性地形因子特性及其关联性,建立研究区岩性之间的定量差异;此外,利用因子分析方法研究岩性分类过程中的主导因素,确定适宜岩性分类方法以实现定量化岩性分类。实验结果表明：不同岩性、不同地形地貌的地形因子（组合）之间具有显著差异,基于因子分析得到的宏观地形复杂度指数（MTI）以及微观曲率指数（MCI）对岩石类型的分类精度达77.36%。研究表明,地形复杂度等地形因子可用于岩性分类,采用因子分析方法可获取反映地形地貌宏观、微观特征的定量指标,且岩性分类效果良好。     

一种基于GTP的地下真3D集成表达的实体模型

从建模对象、组成元素和拓扑描述三个方面对广义三棱柱(GTP)模型进行了修正和扩展。基于修正与扩展后的GTP模型,从地学、几何、拓扑三个层面对地下实体进行了提炼,抽象出8种空间构模几何元素,并将地下实体划分为点、线、面和体4类,体实体又进一步划分为简单体、复合体和复杂体,进而提出了一种基于GTP的地下真3D集成表达的实体模型(GTP-based entity model,GTP-EM);采用面向对象的方法,通过构模元素之间拓扑关系的定义实现了地下实体的拓扑描述,并应用实例验证了GTP-EM的可行性。     

物理海洋观测研究的进展与挑战

从当今物理海洋所面临的若干前沿科学问题出发,重点探讨了物理海洋观测研究所面临的任务与挑战,包括大洋边界流系统、海洋湍流及跨等密度面混合以及海洋热含量和淡水平衡等.在已有的基础上,对我国在深海研究领域特别是物理海洋观测方面提出了几点针对性的建议.     

多重分形模型在区域地球化学异常分析中的应用探讨

地球化学异常分析是地球化学勘查中的重要环节, 对有效发现异常至关重要。但是, 在以往研究中, 研究者们多重视对成矿元素及其伴生元素正异常的研究, 忽视对由元素贫化而形成的负异常的研究。元素的负异常在地球化学勘查中具有与正异常同等重要的作用, 以往没有重视负异常的原因之一是缺乏有效发现此类异常的方法, 尤其是确定负异常上限的方法。本文以北山地区1: 20万峡东幅水系沉积物测量Ba数据为基础, 探讨了应用多重分形模型确定贫化元素负异常上限的可行性。结果发现, 利用含量-面积法、含量-求和法确定的Ba的异常上限, 有效圈定了辉铜山矿床产出地段Ba的负异常, 取得了预期成果。     

地震前兆数据的管理与服务

简要介绍了中国地震局全国地震前兆台网中心及其前兆数据来源和特点，重点分析了该中心的数据管理、数据服务及应用。全国地震前兆台网中心在剖析地震前兆数据的结构和总结其特点的基础上，选择了自行研制的基于双表数据结构的CAPOmen平台来管理和维护各种前兆数据，并枚举了该平台所具有的一些特点，前兆台网中心还运用Web和FTP等网络传输手段与用户及研究单位进行各种数据交换和共享，提供以CAPOmen 平台为后台数据库管理的基于浏览器的前兆数据查询、浏览、下载及其他服务等。并对地震前兆数据的管理提出几点建议。     

基于SDOG-ESSG的地球系统元胞自动机框架及其应用试验

元胞自动机结构简单且具备模拟复杂系统的能力,已被广泛应用于大气、流体力学、地球物理等领域。然而,现有元胞自动机以欧氏空间为约束进行地球系统过程模拟,忽略了地球重力等天然约束,导致计算过程中元胞状态的传递方向与真实运动的趋势方向不相符,一定程度上扭曲了最终的模拟结果。本文提出了地球系统元胞自动机这一概念,并从元胞表达及构建、邻居模型等方面设计了基于SDOG-ESSG格网的地球系统元胞自动机框架。由于演化规则取决于不同的应用,因此本文进一步以地壳的热传递为例,通过对热力学方程离散化设计了相应的演化规则。最后,借助公开的数据源开展了地壳热传递元胞自动机模拟的初步试验,并与一定区域下的数值模拟结果展开了比对。试验表明,与数值模拟方法相比,本文方法的模拟结果相对误差控制在27%以内,具备一定程度的可行性,可作为地球系统过程模拟的一种新思路。