激光钻进煤岩技术的研究进展

激光钻进技术是一种极具潜力的创新技术,也是钻探领域的研究热点。作为一种非接触式钻进技术,对破碎松软岩层扰动破坏小,将激光钻进应用于煤层气定向钻进中可发挥出非常明显的优势。梳理和总结了激光用于煤岩钻进的成孔机制、钻进效果的影响因素。在激光钻进过程中,激光与煤岩相互作用伴随着复杂的理化作用,指出激光钻进煤岩主要的成孔机制是烧蚀成孔。从激光参数、岩石性质、外部环境等方面阐述了影响激光钻进煤岩效果的因素,论述了激光钻进用于煤岩这一特定钻进对象的特殊现象和问题,指出煤岩在激光照射下,组分的挥发、热解、升华、烧结和氧化构成了煤岩在高温下主要的热烧蚀机制。从钻进机理、工艺、装置等方面着手,建议加强激光钻进煤岩的多物理场耦合作用机制、钻进工艺、钻进装置研制等适应性研究,为激光用于煤岩的高质高效钻进研究提供参考。      

中国北方四类典型下垫面能量分配特征及其环境影响因子研究

中国北方疆域辽阔,多种植被类型交错分布,陆面过程较为复杂.研究该区域地表能量平衡及分配过程,有助于进一步了解其生态系统的生产力及气候变化.本文使用"中国北方协同观测实验"观测资料,选取中国北方四种植被类型——高寒草甸、荒漠草地、玉米农田及半干旱草地,在深入认识地表能量分配特征的基础上,讨论了环境因子对能量分配的影响.结...     

绿潮迁移过程中环境要素与浒苔藻体生物学特征的相关性分析

浒苔(Ulva prolifera)引起的大规模绿潮起源于黄海南部,在向北迁移过程中生物量迅速扩增,在海州湾附近(35°N左右)迅速增加达到峰值.在绿潮漂浮迁移过程中,海水表层温度、溶解无机氮(dissolved inorganic nitrogen,DIN)和磷酸盐(PO43--P)变化显著.本文以迁移过程中的浒苔为...     

海绵城市建设下的生态效应分析——以常德市穿紫河流域为例

海绵城市建设被认为是解决城市内涝、水污染和水资源短缺、热岛效应等问题的有效途径之一。中国自2015年起共确立30个海绵城市建设试点城区,为今后海绵城市建设在全国范围的推广提供示范。基于实地调研、查阅资料并对比分析穿紫河流域海绵城市建设前后的水文、植被和气候等自然要素变化。结果表明：常德市城市内涝有效缓解,但在暴雨发生时局部仍出现积水和内涝现象;穿紫河水质总体上由劣Ⅴ类转变为Ⅲ类,但在冬季周期性恶化及污染物富集;穿紫河流域生物多样性显著增加,同时也表现出植物种类单一、具有环境净化功能的植物种类较少、生态系统不完整和管理不善等问题;常德市夏季的热岛效应有一定程度缓解。常德市2004-2019年的海绵城市建设显著提升了穿紫河流域的生态效应,为该地区的社会经济发展和人居环境改善提供了重要的生态基础,也为合理评价其他试点城区海绵城市建设效果提供借鉴。     

基于水资源约束的中国城镇化SD模型与模拟

中国城镇化正处于快速发展阶段,尽管经济和社会发展主控要素还在发挥重要作用,但水资源在生产、生活和生态方面发挥主控作用的局面愈益明显。在中国城镇化系统动力学（system dynamics,SD）模型基础上,从水资源供给、需求和水环境等层面将水资源作为主控要素嵌入原有模型中,拓展出基于水资源约束的中国城镇化SD模型,并对水资源利用进行了多情景模拟。结果表明：① 系统存流量和灵敏度检验证明模型模拟效果良好,具有可操作性。② 部门用水效率一定时,产业发展对水资源供需平衡的影响比人口增长更为明显。③ 在实行节水农业、节水工业、高生活需水、高生态环境需水和高再生水利用的综合协调方案中,2050年中国城镇化的发展约共需6789.70亿 m³水资源,基本实现水资源供需平衡。     

车辆碾压作用下戈壁地表起尘浓度

通过野外观测车辆碾压作用下戈壁地表PM₁₀释放浓度,探讨其主要影响因素。针对戈壁区砾石、砂砾、砂质和砂土4种路面类型,应用TSI粉尘仪多次重复观测车辆碾压产生的PM₁₀浓度,进而阐明碾压次数、车速和地表水分等因素对起尘浓度的影响。结果表明：4种路面的平均起尘浓度依次为5.339、9.089、16.944、50.251 mg·m^-3,是自然状态下的5~50倍;起尘浓度随碾压次数增多而增大,其中砂土路情况下的增长最显著;随土层厚度的增大呈现出幂函数的增长趋势;降雨后路面起尘浓度显著减小,且降雨量会影响降雨后起尘浓度的变化趋势。最后提出了针对性的建议和措施以减弱车辆碾压导致的戈壁地表起尘。     

正交试验优选复方莪术散的提取工艺及其颗粒制备工艺研究

目的：优选复方莪术散颗粒的最佳提取与颗粒制备工艺,为该复方的开发利用提供试验依据。方法：采用正交试验法对复方莪术散进行提取,以淫羊藿苷的含量和收率综合评价为指标,通过L_{9（3^{4）正交试验设计对醇的用量、提取的时间和提取次数进行考察,优选复方莪术散的醇提取工艺,再以浸膏为原料,通过L9（34）正交试验设计考察稀释剂（可溶性淀粉）的比例及粘合剂（乙醇）的浓度和干燥温度,制备复方莪术散颗粒。结果：复方莪术散提取最佳工艺为A2B22C11D1,即处方药材加60%浓度的10倍剂量的乙醇,提取2次,每次1.5h为最优。最佳制备工艺为A3B2C2,即干浸膏∶淀粉的比例为1∶2.5,并以90%乙醇为湿润剂,采用湿法制粒的方法,干燥温度为60℃,所制得颗粒剂经检查符合相关要求。结论：本试验所得复方莪术散颗粒剂的提取与制备工艺合理、可行,为该复方的开发利用提供了试验依据。}}     

Retrieving volume FeO and TiO_2 abundances of lunar regolith with CE-2 CELMS data using BPNN method

The volume FeO and TiO_2 abundances(FTAs) of lunar regolith can be more important for understanding the geological evolution of the Moon compared to the optical and gamma-ray results. In this paper, the volume FTAs are retrieved with microwave sounder(CELMS) data from the Chang'E-2 satellite using the back propagation neural network(BPNN) method. Firstly, a three-layered BPNN network with five-dimensional input is constructed by taking nonlinearity into account. Then, the brightness temperature(TB) and surface slope are set as the inputs and the volume FTAs are set as the outputs of the BPNN network.Thereafter, the BPNN network is trained with the corresponding parameters collected from Apollo, Luna,and Surveyor missions. Finally, the volume FTAs are retrieved with the trained BPNN network using the four-channel TBderived from the CELMS data and the surface slope estimated from Lunar Orbiter Laser Altimeter(LOLA) data. The rationality of the retrieved FTAs is verified by comparing with the Clementine UV-VIS results and Lunar Prospector(LP) GRS results. The retrieved volume FTAs enable us to re-evaluate the geological features of the lunar surface. Several important results are as follows. Firstly, very-low-Ti(<1.5 wt.%) basalts are the most spatially abundant, and the surfaces with TiO_2> 5 wt.% constitute less than 10% of the maria. Also, two linear relationships occur between the FeO abundance(FA) and the TiO_2 abundance before and after the threshold, 16 wt.% for FA. Secondly, a new perspective on mare volcanism is derived with the volume FTAs in several important mare basins, although this conclusion should be verified with more sources of data. Thirdly, FTAs in the lunar regolith change with depth to the uppermost surface,and the change is complex over the lunar surface. Finally, the distribution of volume FTAs hints that the highlands crust is probably homogeneous, at least in terms of the microwave thermophysical parameters.     

A new method to determine the gravity field of small bodies from line-of-sight acceleration data

We present a new method to derive line-of-sight acceleration observables from spacecraft radio tracking data. The observables can be used to estimate the mass and gravity of a natural satellite as a spacecraft flyby. The corresponding observation model adapts to one-way and two/three-way tracking modes. As a test case for method validation and application, we estimated the mass and degree two gravity field for the Martian moon Phobos using simulated tracking data when the spacecraft Mars Express flew by Phobos on 2013 December 29. We have a few real tracking data during flyby and they will be used to confirm raw data simulation. The main purpose of this paper is to demonstrate the method of line-of-sight acceleration reduction from raw tracking data and the feasibility to estimate mass and gravity of a natural satellite using this type of observable. This novel method is potentially applicable to planet and asteroid gravity field studies combined with Doppler tracking data.     

机载多光谱LiDAR的随机森林地物分类

机载多光谱LiDAR技术利用激光进行探测和测距,不仅可以快速获取地面物体的三维坐标,还可以获得多个波段的地物光谱信息,可广泛用于地形测绘、土地覆盖分类、环境建模、森林资源调查等。本文提出了多光谱LiDAR的随机森林地物分类方法。该方法通过对LiDAR强度数据和高程数据提取分类特征,完成多光谱LiDAR的随机森林地物分类;并分析随机森林的特征贡献度特性,采用后向特征选择方法实现分类特征选择。通过对加拿大Optech Titan多光谱LiDAR数据的试验表明：随机森林方法可以获得较好的地物分类精度,而且可以适当地去除部分冗余和相关的特征,从而有效提高分类精度。