陕西中南部初夏和盛夏暴雨过程对比分析

利用常规观测资料、FY-2E卫星红外云顶亮温(TBB)以及欧洲中心再分析资料,对比分析陕西中南部2013年5月25—26日初夏暴雨过程("0525"过程)和2011年8月3—4日盛夏暴雨过程("0804"过程)的成因差异。结果表明:这两次过程都受低槽影响并配合低涡东移;但"0804"过程是一次中尺度对流降水造成的暴雨过程,中低层西风带系统明显偏强,"0525"过程是与西南涡发展有关的一次区域性暴雨过程。在"0804"过程中我国东南沿海有台风生成发展,阻挡了西风带环流系统的移动,稳定维持有利的降水形势。两次过程低层都伴有西南急流的稳定维持,但"0804"过程急流强度更强,维持时间更久。两次暴雨过程除了来自孟加拉湾的水汽之外,"0804"过程还存在一条来自南海的水汽通道,水汽条件更好。盛夏暴雨呈现出明显的高温高湿特点,具有明显的位势不稳定。两次暴雨过程中都伴随高空干冷空气侵入过程,"0804"过程干侵入更强。从云团演变来看两次过程都出现了大范围的斜压叶状云系,而"0525"过程云系结构松散,发展不够深厚。"0804"过程云系密实,TBB中心最低达-65℃,云体发展非常深厚,激发的中α尺度对流云团是造成"0804"过程强降水的直接原因。尽管"0525"过程能量条件较"0804"过程差,但仍需关注中纬度系统(低槽、西南涡等)的快速发展和稳定维持,还需关注高空冷空气的干侵入作用。这对低层系统加深发展起到增幅作用,有利于降水加强。这也是初夏暴雨的预报着眼点。     

青藏高原东北缘黄土的地球化学特征及其对物源和风化强度的指示意义

位于青藏高原东北缘的陇西黄土高原地处我国东亚季风、西南季风、西风环流及高原季风等多个大气环流的交汇部位,同时处在沙漠-黄土的边界带上,环境对气候变化的反应非常敏感。广泛分布于该区的风尘堆积是研究我国干旱、半干旱区古气候演化及高原隆升环境效应的理想材料。本文对陇西黄土高原的甘肃会宁黄土进行常、微量元素测试分析,并与陇东黄土高原黄土的地球化学特征进行了对比。结果表明,陇西和陇东黄土的地球化学组成相似,与上部陆壳（UCC）平均化学成分也基本一致,说明两者都是复杂的源岩风化物质经过高度混合堆积而成。陇西与陇东黄土的地球化特征在总体一致的基础上也存在着明显不同,反映了两者沉积后化学风化和物源的差异。与陇东黄土相比,陇西黄土具有较高的CaO、MgO、Na₂O和较低的Fe₂O₃含量,说明陇西黄土的化学风化强度相对较低;CIA值也显示,陇西黄土处于初等化学风化阶段,而陇东黄土则处于中等化学风化阶段;在化学性质相对稳定的元素中,陇西黄土与陇东黄土相比具有较高的SiO₂/Al₂O₃、SiO₂/TiO₂、TiO₂/Al₂O₃、U/Pb、Zr、Hf值和较低的Ta、Y、Rb/Sr、Ba/Sr、Ce/Yb、Eu/Yb、LREE/HREE值,反映了两者物源上的差异。受特殊地理位置的影响,我国北方戈壁荒漠、青藏高原的冰川及冰缘沉积以及邻近的第四纪松散沉积物都有可能成为陇西黄土的潜在物源。进一步研究显示,会宁黄土的地球化学特征在大约300ka B.P.前后发生了明显变化,结合以前磁组构、石英颗粒表面形态的分析结果,进一步证明青藏高原东北缘的风尘物源在该时期可能发生过比较大的变化,300ka B.P.以后高原的冰川及冰缘沉积对该区风尘物源的贡献明显增加,而青藏高原在此时期的快速隆升导致的高原季风加强可能是形成风尘物源变化的主要原因。

     

基于UPLC-Q-Exactive MS构建麻痹性贝类毒素的特征指纹溯源技术

麻痹性贝类毒素污染是世界共同关注和重点管控的食品安全问题, 其溯源一直是产业监管的难点和技术重点。基于指纹溯源技术理论, 采用室内模拟3种产毒藻暴露紫贻贝后风险形成过程, 开发基于超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱(UPLC-Q-Exactive MS)鉴定麻痹性贝类毒素区域特征的指纹溯源技术。结果表明, 采用乙腈/甲醇/丙酮(体积比为1︰1︰1)混合溶液作为提取剂, C8色谱柱联合正离子模式, 质荷比(m/z) 100~600和Amide色谱柱联合正离子模式, m/z 600~1 500作为色谱质谱检测条件下, 提取的化合物数量较多且稳定性良好, 覆盖了40.4%指纹信息; 紫贻贝与产毒藻中的共检出11种毒素成分, 且具有高度相关性。N-磺酰胺甲酰基类毒素(如C类)和膝沟藻毒素(GTX类)在暴露期发生了显著的代谢转化; 将摄食3种产毒藻后紫贻贝的差异化合物与特征毒素组分进行主成分分析及正交偏最小二乘法判别分析, 共筛选出13种复合指纹物质。构建6种特征物质的Fisher判别模型, 交叉验证准确率为88.9%, 可实现产毒藻种溯源。该研究建立了基于超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱UPLC-Q-Exactive MS紫贻贝特征指纹溯源技术, 初步实现了从污染麻痹性贝类毒素的贝类到肇事藻种的逆向溯源,可应用于贻贝麻痹性贝类毒素风险溯源研究。     

利用TLS技术进行地铁隧道断面提取及变形监测分析

针对传统测量方法在地铁隧道断面提取及变形监测中存在的成果单一、过程复杂、效率低下等问题,本文采用地面三维激光扫描(TLS)技术,提出了一种基于最小二乘法曲面拟合的断面提取及变形监测分析方法。该方法以隧道中轴线为基础提取隧道连续断面,将截取的断面拟合成曲面,通过多次曲面比较,获取拟合曲面水平与垂直方向的变化尺寸,进而计算地铁隧道的变形量。以西安地铁某隧道上行区间为例进行试验,结果表明本文技术方法较传统监测方法能够快速实现隧道断面提取及变形监测,有效提升工作效率。     

GDAL多源空间数据访问中间件

空间数据多存储格式的特点给数据共享和互操作带来困难,往往成为数据动态集成应用中的瓶颈。实际应用中迫切需要一个能够随时、动态,并可与应用程序紧密集成的转换工具。本文提出采用中间件形式设计上述工具,并基于GDAL库实现了该工具,完成了多源空间数据访问功能,改善了应用系统的动态集成性能,并通过应用验证了所提出方法的有效性。     

一种基于小波变换的图像融合方法

针对传统基于方向对比度的小波变换融合方法所得结果局部区域清晰度不高的问题,本文在高低频分量的处理方法上作了改进,采用Tenunbaum梯度辅助增强图像的细节信息。试验结果表明,该方法所得融合结果边缘细节更清晰,信息量更大,融合效果较好。     

无人机低空摄影构建影像点云的线路巡检方法

针对当前架空输电线路人工巡检方法存在的劳动强度大、条件艰苦、危险性高且效率低等问题,提出了一种基于无人机低空摄影构建影像点云的输电线路巡检方法。首先阐述了总体技术路线,研究了架空线路无人机影像拍摄方法、航线敷设方法及山区变高飞行航高设计方法,然后利用影像数据进行电力线量测及重建、线路通道场景三维重建以及架空线路障碍物探测,通过试验案例详细对本文方法进行精度分析。试验结果证明,该方法仅依靠低成本设备即可实现可靠的线路巡检,大大降低了现有输电线路的巡检成本,提升树障检测的质量和效率,能保证线路安全运维。     

无人机倾斜摄影测量技术在可建设城市屋顶光伏资源调查中的应用

针对目前可建设光伏屋顶面积实测工作强度大、成图效率低、要素难以测全等问题,本文提出了无人机倾斜摄影测量辅助光伏屋顶面积测算的方法。本文从倾斜摄影、三维建模、内业成图等方面进行研究,并对测量成果进行精度评定。结果表明,三维模型平面位置中误差为3.9 cm,高程中误差为4.3 cm,建筑物房角点中误差为3.1 cm,建筑物边长中误差为3.1 cm,房屋建筑物面积较差小于城市商品房二级精度面积限差,在案例中检测的各项精度均符合国家标准规范要求,因此本文方法用于可建设光伏屋顶面积测算是可行的。     

GNSS导航卫星多维粗差定位算法研究

针对现有GNSS导航卫星多维粗差定位算法研究较少,本文提出采用全局-局部测试法查找观测值中的粗差。从函数模型方面详细论述全局测试和局部测试判断并定位粗差的过程,并且结合蒙特卡罗方法模拟的导航实验数据验证本文所提出的方法。模拟实验表明,该方法能比较快速且准确地定位含粗差观测值,从理论上补充了GNSS导航卫星多粗差定位的算法,也在一定程度上提高了多星座导航完备性。     

基于摄影测量技术的电力线高程测量方法

本文从摄影测量原理出发,结合电力线高程测量的特点,分析了利用一般摄影测量方法测量电力线所存在的问题,以及电力线的摄影几何,提出了一种基于铅垂线约束的电力线高程测量方法,并通过模拟实验证明了该方法的有效性与正确性。