空间信息多级网格及其功能

从思考地理空间数据在网格计算环境下的表示方法出发,提出了一种空间信息表示新方法——空间信息多级网格SIMG(SpatialInformationMulti-Grid)。介绍了空间信息多级网格的概念和核心思想,重点阐述了SIMG的三大功能,并展望了SIMG的应用前景。     

基于随机森林算法对青藏高原TRMM降水数据进行空间统计降尺度研究

提高气象数据空间分辨率对水文、气象和生态等领域的流域尺度研究至关重要。青藏高原气候变化在全球气候研究中占有重要的位置,并且对局域降水分布的研究在大气科学中处于基础地位。为获取青藏高原地区准确、有效、更高空间分辨率的降水数据,基于随机森林算法,引入植被和地形因子,采用热带降水测量计划卫星(Tropical Rainfall Measuring Mission,TRMM) 3B43降水数据(0. 25°×0. 25°)、NOAA-AVHRR归一化植被数(normalized difference vegetation index,NDVI)数据(8 km×8 km)、航天飞机雷达地形测绘任务(Shuttle Radar Topography Mission,SRTM)数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据(90 m×90 m)以及经纬度信息,建立了非线性空间统计降尺度模型,最终获得8 km分辨率降水降尺度结果。另外,采用将时间序列分析和非线性回归分析融合的方法,基于2000—2012年TRMM年均降水数据和NDVI数据,建立降水量时间尺度预测模型。分析结果表明,综合考虑植被和地形因子对青藏高原地区降水空间分布的影响,基于随机森林算法建立的降尺度模型,其降尺度结果与地面站点测量值拟合系数为0. 89,高于TRMM数据与地面站点测量值的拟合系数0. 81,说明降尺度结果提高了卫星遥感降水数据的空间分辨率。另外,降水预测模型能够较好地描述青藏高原地区的年际降水变化趋势和数量级,2006—2012年的预测降水量与TRMM降水数据拟合系数均高于0. 80。     

地表移动观测站GPS连接测量控制网坐标系统转换

为监测潘一东区1252(1)首采面开采引起的地表移动变形规律,布设了由1条全走向线和一条全倾向观测线、12个控制点和186个监测点构成的地表移动观测站。在采用GPS定位技术实施观测站平面连接测量过程中,为克服转换基准点中存在的位移对求解的转换参数的影响,采用了抗差估计理论,并建立转换后GPS网的质量评价模型。根据对GPS连接测量平面控制网的处理结果分析,采用抗差估计求参,有利于保留GPS技术高精度的特点。     

强震前地震非均匀度异常与前兆群体异常关系的研究

通过对比研究华北地区部分中强以上地震震前地震非均匀度异常与区域地震前兆观测群体异常的变化过程, 发现两者在地震前的异常时空演化过程中, 具有一定的关联性。 在时间上, 部分地震震前的地震非均匀度异常出现后, 半年左右前兆观测异常在数量上将出现一次较大幅度的增加; 在空间上, 前兆异常展布范围与地震非均匀度异常范围大体一致。 研究结果表明, 地震非均匀度(GL值)在强地震前出现的异常变化从震例的角度, 表明可能与局部应力场变化有关。 地震非均匀度和前兆群体异常的这种准同步变化, 可能对判定地震孕育进入中短期阶段具有一定的指示意义。     

地壳全元素探测——构建“化学地球”

地壳物质探测是地壳探测工程的重要组成部分。化学元素是地球物质组成的最基本单位,被称为地球的基因。矿产资源是由化学元素组成的,环境是受化学元素行为制约的,因此,对地壳中所有元素精确含量和分布的探测,对解决人类所面临的资源和环境问题具有重大意义。地壳全元素探测项目拟发展4种地球化学探测技术,包括地壳中所有天然元素的精确分析技术,中下地壳物质成分识别技术,穿透性地球化学探测技术,海量地球化学数据和图形显示技术。建立1个覆盖全国的地球化学基准网,系统采集代表性岩石样品10000件,疏松物样品6000件,按标准化的方法分析其主量元素和微量元素含量(包含78种元素),建立中国大陆地球化学基准值,为研究化学元素的分布、演化和成矿物质背景提供基准参考数据。进行总长度3300km的3条地球化学走廊带的实验与示范,采集各类代表性岩石样品5000件,进行元素和同位素测定,构建走廊带地壳地球化学模型、跨越不同大地构造单元的元素空间变化和大型矿集区成矿物质背景。为开展全国地壳探测工程奠定基础,并为最终建立"化学地球"进行技术准备和先导性实验。     

黔西水城—紫云地区晚古生代裂陷槽盆充填和演化

研究了贵州西部古生代发育起来的北西向水城-紫云裂陷槽盆的充填序列和演化.根据地层的岩性特征、接触关系、垂向序列和形成的构造背景等,将该槽盆的充填过程划分为3个序列:深水盆地非补偿沉积到浅海陆棚沉积,是以张裂作用为主的构造作用的产物;槽盆→槽盆边缘→槽盆边缘斜坡(下斜坡)→台缘斜坡,为张裂兼走滑复合构造机制作用下的产物;台缘斜坡环境的海进序列到海退序列,受走滑作用影响明显.根据影响和控制盆地的构造、沉积和岩浆作用等多种因素,将该槽盆的发展演化分为4个阶段:隆起剥蚀阶段、地壳拉伸变薄阶段、断裂沉陷阶段和地幔柱作用阶段.     

论万物互联时代的地球空间信息学

随着5G/6G、云计算、物联网和人工智能等新技术的发展,人类已经进入了万物互联时代。本文探讨万物互联时代地球空间信息技术的五大特点：定位技术从GNSS和地面测量走向无所不在的定位导航定时（PNT）服务体系;遥感技术从孤立的遥感卫星走向空天地传感网络;地理信息服务从地图数据库为主走向真三维实景和数字孪生;3S集成从移动测量发展到智能机器人服务;学科研究范围从对地观测走向物联监测和对人类活动的感知。笔者基于这些特点进一步剖析新时代面临的挑战,并提出新时代地球空间信息学发展亟待解决的三大科学技术问题：测绘学科如何服务人与机器人的共同需求？遥感影像解译的机理是什么和如何突破实现技术的瓶颈？如何利用时空大数据挖掘人与自然的关系,从空间感知走向空间认知？万物互联时代的地球空间信息学,必须且完全可能为万物互联的数字地球和智慧社会做出更大的贡献！     

气动潜孔锤在坝体监测孔施工中的应用

用普通硬质合金和金刚石钻头钻进双江水电站坝体监测孔，均因孔斜超限而报废，使用气动潜孔锤钻进工艺，成功地完成了坝体监测孔的施工，取得了良好的效果。着重介绍了施工技术措施。