面向数字城市建设的三维建模关键技术研究与应用

三维模型数据以其直观性、客观性和真实性等特性,成为数字城市数据库中的重要组成部分。为了解决三维模型数据获取的精准性和高效性等,在建设数字城市过程中,采取多种技术方式实现三维模型的获取。包括采用传统手工三维建模实现三维精细模型的精准性,采用三维激光扫描技术实现三维模型数据的超精细化,以倾斜摄影测量的半自动建模方式实现快速建模等。本文从技术角度全面总结了在建设数字城市过程中三维模型的具体技术途径及应用方式。三维模型数据应用于数字城市的历史文保、教育、经济等多个领域,为智慧城市的建设奠定了坚实的数据基础。     

辽东太子河流域晚石炭世刺毛类生长形态与礁体建造的研究

晚石炭世莫斯科期刺毛类(Chaetetids)是重要的造礁生物,在全球范围内广泛分布并建造礁体。中国已报道的刺毛类礁主要分布在辽东太子河流域,产在上石炭统本溪组海相灰岩中。刺毛类生长形态多样,有层状、板状、丘状、分枝状和柱状,主要以板状覆盖沉积物的方式造礁。研究区刺毛类礁中刺毛类生长形态及其所主导的生物群落在垂向上变化明显,由此将礁体的建造划分为三个阶段:(1)定殖阶段:刺毛类较少,生长方式单一,多以层状形态生长在棘屑滩上。层状刺毛类体积小,抗浪能力较弱,很难在其周围创造水流平缓的可供其他底栖生物生存的环境。因而该阶段群落生物种类单一,数量稀少;(2)繁盛阶段:刺毛类丰富,生长形态多样,以板状、分枝状和丘状为主。板状刺毛类单独形成的礁骨架,或与分枝状和丘状刺毛类组合起来的礁骨架,都能在其周围一定范围营造适宜底栖生物生存的环境,因此该阶段群落的生物多样性高;(3)衰退阶段:刺毛类很少,多为薄层状,断续生长在棘屑组成的基底上。薄层状刺毛类很脆弱,基本失去改善周围环境的能力,因此该阶段群落生物多样性很低。以上分析说明刺毛类生长形态的变化可以影响生物群落的组成和演化。生物群落的演化过程就是礁体建造的过程。从刺毛类生长形态的角度研究礁体建造过程,为分析由具有多种生长形态的造礁生物建造的生物礁的成礁机制提供新思路。     

复杂地区三维区域地质调查流程:本溪—临江地区为例

在变质变形复杂的辽宁东部—吉林南部的本溪—临江地区开展的三维地质调查工作的基础上,经反复探索实践,得出了由区域主干剖面、区域建模剖面、建模约束剖面和建模剖面四级剖面控制下的分单元三维地质调查方法可以有效约束地下深部地质结构;提出了开展三维区域地质调查的17个步骤;讨论了方法与流程在本溪—临江地区的应用情况、有效性、可操作性及可靠性。     

1992-2011年夏季南海西部离岸流区涡流相互作用特征

本文利用南海海洋再分析产品REDOS（Reanalysis Dataset of the South China Sea）和风场资料CCMP（Cross-Calibrated,Multi-Platform）,从能量学角度探讨了1992-2011年夏季（6-9月）越南离岸流区域涡-流相互作用特征,并通过能量收支方程诊断评估了风应力、压力梯度、正压不稳定以及平流的相对贡献。以越南离岸流的强度作为分类标准,对1992-2011年划分为正异常年、负异常年和正常年。结果表明,在正异常年,涡动能EKE（Eddy Kinetic Energy）和涡势能EPE（Eddy available Potential Energy）极大值主要分布在越南离岸流附近;在负异常年,EKE极大值向南北两侧分散,EPE极大值向北延伸;在正常年,EKE和EPE的极值空间分布介于正负异常之间。斜压不稳定是EPE年际变化的主要因素,越南离岸流影响周围海域的速度和密度分布,是斜压不稳定的主要原因。而影响EKE年际变化的因素较为复杂,压力做功是最主要的影响因素,风应力做功和平流做功次之,正压不稳定最小,其中正压不稳定依赖于流速大小和由风应力旋度扰动引起的上层水平流速剪切。     

南海多金属结壳(核)铁锰矿物/海水界面效应与成矿元素的富集

海底铁锰结壳和结核是重要的海底矿产资源,蕴含着丰富的金属元素并且具有巨大的经济价值。本文主要以南海多金属结壳（核）为研究对象,采用X射线粉晶衍射（XRD）、激光拉曼光谱、红外光谱分析（FTIR）以及X射线光电子能谱对铁锰矿物的矿物学和谱学特征进行了系统的分析和研究。粉晶衍射和拉曼光谱分析结果表明,南海多金属结壳的矿物组成为水羟锰矿、石英和长石,结核的矿物组成为钡镁锰矿、水羟锰矿、石英和长石,铁相矿物均为无定形铁氧化物/氢氧化物,并且锰相矿物和铁相矿物的结晶程度均较差。红外光谱分析结果显示多金属结核和结壳中的铁锰矿物具有大量表面羟基,这些含质子表面羟基官能团,可为海水中各成矿元素的络合提供丰富的活性位点。XPS分析表明多金属结核和结壳中铁锰矿物表面以Fe、Mn和O元素为主,其中Fe呈正三价态,Mn以正四、正三价为主,可能还含有少部分正二价态。对比南海多金属结壳（核）与太平海山结壳,南海多金属结壳（核）具有更为显著的表面羟基氧（-OH）含量,而太平洋海山结壳则以晶格氧（O^2-）为主,表明太平洋海山结壳铁锰矿物结晶程度较南海多金属结壳（核）高。综合研究表明,在海底铁锰结壳和结核中（氢）氧化锰/铁矿物与海水之间界面效应对金属离子的富集机理主要有：（1）金属离子与矿物表面羟基进行络合反应,形成以配位键相连的羟基络合物,或与表面的质子交换生成稳定的内层络合物;（2）矿物的带电表面与金属离子通过静电作用形成双电层,生成外层络合物;（3）金属离子与矿物结构中的Mn、Fe离子同晶置换而成为结构阳离子。     

一种新型双体无人监测船风力作用下的运动特性变化预报研究

小型双体无人监测船运行平稳,甲板尺寸大,吃水浅,在水环境监测、工程测量、巡逻跟踪、水产养殖等领域具有广阔的发展与应用前景。但该类船风阻大,水动力复杂,运动特性在风力作用下变化明显。本文对双体无人监测船的风作用力进行了分析,将风作用项引入其动力学模型。利用该模型,对其主要运动特性进行了仿真预报。仿真结果与现场实测数据具有良好的一致性。该研究结果可以为新型双体无人监测船运动控制算法在不同风作用环境下的适应性调整提供依据,从而提高其海上作业能力与控制精度。     

下垫面蒸发和云中凝结分馏对降水稳定同位素影响的数值试验——时间变化的比较(以长沙降水同位素为例)

利用稳定同位素大气水平衡模式（iAWBM）的模拟数据,分析了在不同的下垫面蒸发和不同的凝结分馏条件下降水中δ¹⁸O的时间变化、降水量效应、负温度效应和大气水线。并通过与长沙站5年实测数据的比较以及模拟试验结果之间的相互比较,揭示下垫面蒸发水汽中稳定同位素的季节性变化和云中稳定同位素分馏对降水中稳定同位素变化的可能影响,增进对季风区水稳定同位素效应的理解和认识。iAWBM给出的4个模拟试验均很好地再现了监测站降水中δ¹⁸O的时间变化,模拟出季风区降水中稳定同位素在暖半年被贫化、在冷半年被富集的基本特点。与平衡分馏相比,动力分馏下降水中稳定同位素被贫化的程度加强、季节差和离散程度减小;由下垫面蒸发水汽中稳定同位素δ_e季节性变化所引起的降水中稳定同位素的变化在不同季节完全相反：在长沙,暖半年降水中δ¹⁸O更低,冷半年降水中δ¹⁸O更高,使得降水中稳定同位素季节差和离散程度增大。4个模拟试验均很好地再现了季风区的降水量效应和负温度效应。与平衡分馏相比,动力分馏下模拟的降水量效应和负温度效应的斜率相对较小;δ_e季节性变化导致模拟的降水量效应和负温度效应的斜率增大。利用iAWBM,模拟出季风区湿热气候条件下的MWL。动力分馏以及δ_e季节变化均使模拟得到的MWL的斜率和截距减小。     

粤北岩溶峰林植物钙吸收、转运、返还能力及适应性分析

选择粤北岩溶峰林30种典型植物种,系统测定了不同植物的根际土、根、茎干、叶片、枯落物全钙含量,采用吸收系数、转运率、返还率指标分析了不同植物对钙利用、储存及返还土壤的特征,并以各样本全钙含量为指标进行不同植物钙适应性的聚类分析,结果表明:（1）峰林植物对岩溶土壤富钙环境具有良好的适应性,其全钙含量与土壤根际全钙含量之间呈显著的正相关关系,但不同植物的钙吸收系数差异较大,攀援灌木的钙吸收系数分别是乔木、小灌木和草本植物的1.21倍、1.22倍和1.30倍;（2）不同生活型植物的叶片、茎干、根系全钙含量差异较大,各类灌木的叶片、茎干、根系全钙含量平均值分别是乔木全钙含量的1.08倍、1.07倍、1.17倍,是草本植物叶片和根系全钙含量的1.39倍、1.82倍,全钙含量总体上呈现:根系＞叶片＞茎干的趋势;（3）30种峰林植物的钙返还率在22.06%～103.84%之间,草本植物钙返还率最大,为67.18%,其次为乔木的58.72%,灌木最小,为55.90%,但3种生活型类型之间无显著性差异;(4)根据聚类分析结果可以将30种峰林植物对富钙环境的适应性分为富钙高吸收低返还型、少钙低吸收高返还型、多钙高吸收中返还型、多钙中吸收中返还型4种类型,30种植物中有26种属于多钙中吸收中返还型,这证明岩溶峰林植物对土壤富钙环境有良好适应性。      

河南省汛期地质灾害气象预警技术研究

为了提高地质灾害防治能力,河南省开展了汛期地质灾害气象预警技术研究,研究从区域预警的角度,依据全面性、时效性、适用性、可替换性等原则选取了预警评价因子,采用了单元内地质条件具有一致性的斜坡单元作为预警评价单元,采用统计学的方法来研究全省地质灾害影响因素潜势度,分析地质灾害与降雨的关系,建立地质灾害与降雨关系模型,从而建设汛期地质灾害气象预警系统。     

内蒙古北山地区盘陀山一带长城纪古硐井群碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及其地质意义

长城纪古硐井群作为内蒙古北山地区古老褶皱基底之上的第一个沉积盖层,尚未获得可靠的年龄资料,前人只是根据其产出的层位和岩石组合特征与燕山地区的长城系对比后,将其置于中元古代长城纪。对古硐井群变质长石石英砂岩中碎屑锆石进行了LA-ICP-MS U-Pb测年,结果显示,锆石~(207)Pb/~(206)Pb年龄数据90%介于1.3~2.2Ga之间,其余年龄介于2.4~3.2Ga之间,峰期在1.6~2.0Ga之间,最年轻的碎屑锆石~(207)Pb/~(206)Pb年龄为1393±50Ma。通过对比碎屑锆石的年龄频谱和周围古地块的形成时代,碎屑锆石的U-Pb年龄限制了古硐井群的沉积时代,应为中元古代蓟县纪,古硐井群的沉积物可能来自北山-阿拉善和塔里木-敦煌地块。