基于改进原型网络的小样本古生物化石识别研究

传统古生物化石鉴定方法多依赖于古生物学家的经验知识,现有的人工智能识别方法需要大量的化石训练样本才能达到较高的准确率。为解决上述问题,在少量化石图像样本情况下准确识别化石,笔者等尝试使用残差网络和注意力模块相结合的方法,并将其运用于小样本的化石鉴定。首先以残差网络作为模型的特征提取模块,并在残差网络的残差块中嵌入CBAM卷积注意力模块,提高模型对于化石纹理特征的关注,以提取更为全面的深层次化石图像特征,再使用小样本度量学习中的原型网络对提取特征进行原型计算,最后通过多轮次迭代训练得出最佳的化石判别模型。使用本文方法与5种经典的小样本学习方法进行对比实验,实验结果表明本文方法的识别准确率最高,在样本数量为1和5的情况下,准确率达到了86.32%和94.21%,对稀缺样本下的化石识别具有更显著的优势。     

新疆西天山备战基性-超基性岩年代学和岩石地球化学研究及其对铁成矿背景的制约

对新疆西天山备战铁矿区附近的基性-超基性岩体———金云母辉石橄榄岩与侵入其中的闪长岩脉进行了年代学和岩石地球化学研究。金云母辉石橄榄岩中金云母~(40)Ar/~(39)Ar坪年龄为298.1±1.9 Ma,该岩石的锆石U-Pb年龄为302.5±1.3 Ma,与备战铁矿的成矿年龄相近。备战金云母辉石橄榄岩具有低Si O_2(42.51%~50.82%)、Al_2O_3(4.87%~7.38%)、Ti O_2(0.25%~0.77%)和全碱(Na_2O+K_2O=0.87%~1.87%)含量,而高Mg O(26.36%~30.17%)、TFe O(12.33%~15.99%)含量的特征,过渡元素丰度(Cr=523×10~(-6)~7 026×10~(-6),Ni=906×10~(-6)~1 088×10~(-6),Co=109×10~(-6)~132×10~(-6))和Mg~#值(0.76~0.79)均较高,表明岩浆经历了橄榄石堆晶作用。由橄榄石最高Fo值(0.79)和岩石的TFe O含量计算得其母岩浆为玄武质岩浆。所有的岩石具有相似的稀土、微量元素配分模式,均呈轻稀土元素富集的右倾型,且重稀土元素较平坦[(Gd/Lu)_N=0.70~2.00],明显富集大离子亲石元素Rb、Ba、U、K,亏损高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf和Ti。总体上Sr、Nd同位素较均一,金云母辉石橄榄岩的(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.704 4~0.704 7,εNd(t)=2.23~3.90,闪长岩(~(87)Sr/~(86)Sr)_i=0.704 4,εNd(t)=3.79~4.07,表明金云母辉石橄榄岩和闪长岩为同源演化的岩石。微量元素特征表明金云母辉石橄榄岩起源于尖晶石相,源区为受俯冲流体或熔体交代的软流圈地幔。结合区域构造背景,推测金云母辉石橄榄岩的形成与西天山造山带在晚古生代的山根拆沉引起的软流圈上涌有关,而备战铁矿晚期成矿事件很可能形成于相同的深部动力学背景下。     

埕海油田张东地区沙河街组沉积特征分析

本文通过粒度、岩性、沉积构造、测井曲线以及沉积微相平面图等资料的综合分析,结合区域地质背景,对埕海油田张东地区沙河街组沙三段、沙二段、沙一段进行了详细的划分、描述。研究区沙三段沉积呈典型的正粒序结构,上细下粗,为三角洲前缘亚相,主要砂体类型包括河口坝、水下分流河道及前缘席状砂。储层特征表现为中孔-中渗、中孔-低渗、低孔-特低渗,孔隙以粒间、颗粒和粒内溶孔为主,于晚成岩A阶段形成;沙二段形成于三角洲沉积环境(滨浅湖),属于低位体系域,砂体发育,规模大,为张东地区最为有利的储集层,是今后勘探的重点靶区;沙一段主要为白云岩、泥灰岩、和油页岩的互层沉积,局部地区发育薄层粉砂岩,可以作为很好的盖层和烃源岩,沉积环境为比较闭塞的静水澙湖环境。     

气候变化下中国主要流域气象水文干旱潜在风险传播

全球气候变化影响了气象水文要素的时空分布特性,气象水文干旱事件的转化关系及风险传播特征亟待研究。基于站点、栅格观测资料和CMIP5（Coupled Model Inter-comparison Project Phase5）的19个气候模式输出数据,采用新安江等4个水文模型模拟了中国135个流域历史（1961—2005年）和未来时期（2011—2055年,2056—2100年）的水文过程,计算了SPI（Standard Precipitation Index）和SRI（Standard Runoff Index）干旱指标,通过游程理论识别了气象干旱与水文干旱事件,利用Copula函数与最大可能权函数度量二维干旱风险特征,定量评估了气象干旱至水文干旱的潜在风险传播特性。结果表明:①气象-水文干旱对气候变化响应强烈,华北和东北地区的干旱联合重现期增大,干旱潜在风险减小,华中和华南地区的干旱联合重现期减少60%~80%,干旱潜在风险增加;②气象干旱与水文干旱风险在历史和未来时段均存在显著的正相关关系,相关系数超过0.99;③各流域水文干旱风险变化对气象干旱风险变化的敏感程度不会随气候变暖发生较大变化,但未来北方地区水文干旱同气象干旱同时发生的概率将会小幅度增加。     

高标准粮田区鹤壁市土地利用情景模拟预测研究

作为河南省高标准粮田建设试点,鹤壁市肩负着保证粮食安全的重担,对其未来土地利用模拟预测方法进行研究具有现实意义。基于元胞自动机-马尔科夫(Cellular Automata Markov,CA-Markov)模型方法,结合河南省三化协调发展的历史进程,在分析过去20 a间鹤壁市土地利用特征的基础上,将预测分为2种情景进行。结果发现:鹤壁市2013年预测图的Kappa指数为0.898,说明CA-Markov模型的预测结果能达到模拟效果;基于数量、空间及景观指数的比较结果显示,情景Ⅱ模式更符合中原经济区建设及工业化发展的要求,符合高标准粮田建设"绿色化"发展的生态环境保护立场,符合鹤壁市城市总体规划,其斑块形状规则、集聚度高且内部连续性强、景观破碎度较低、分布均匀且优势性明显。因此,未来按照情景Ⅱ模式发展,将有利于高标准粮田区的土地可持续利用。     

云南淘金沟锡矿山废弃地重金属来源分布及污染评价

废弃锡矿山用地的恢复治理一直是国家关注的问题。为了探究云南淘金沟锡矿山废弃地重金属来源分布和污染情况,测定了废弃地表土层中Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Mn 6种元素含量和pH值,利用多元统计、地质统计法分析重金属来源及分布,采用地积累指数法和潜在生态危害指数法对重金属污染进行评价。结果表明:除了Zn和Mn低于土壤环境质量农用地风险筛选值,其余元素均已超出风险筛选值;Cu属于强变异,其余元素属于中等变异;Cu和Mn符合对数正态分布,其余元素都服从正态分布;Zn、Pb、Mn主要来源于成土母质等自然因素,Cu和Cd来源于锡矿山尾矿库和废渣场,Cr来源于农业和土壤母质;Zn、Pb、Mn空间分布特征呈带状,Cu、Cr、Cd呈岛状和带状相结合的特点;污染指数评价表明Zn和Mn轻微污染,Pb和Cr属于中等污染,Cu和Cd污染最严重,研究区属于强潜在生态危害区。通过了解研究区土壤重金属的来源分布,对研究区进行污染评价,为废弃锡矿山的地质环境恢复治理提供一些依据。     

阿曼盆地北部埃迪卡拉系—寒武系油气勘探目标及前景：基于E-C 转换期的构造与沉积证据

作为全球古老含油气盆地的代表,阿曼盆地埃迪卡拉系—寒武系含油气系统（下组合）具有典型的复杂地质构造背景与深层特性,勘探难度大。在阿曼盆地北部油气地质特征（烃源岩、油源对比、构造圈闭等）已有研究基础上,梳理与解剖晚新元古代—早古生代全球古构造背景与埃迪卡拉纪—寒武纪转换期（E-C期）沉积格局,探讨并分析阿曼盆地北部深层油气勘探潜力与风险。研究表明：（1）游离于原特提斯洋的华南板块于早古生代初期向东冈瓦纳大陆北缘的俯冲聚合使阿曼（阿拉伯）盆地与四川（上扬子）盆地在埃迪卡拉纪（震旦纪）—寒武纪构造—沉积特征上具有相似性;（2）阿曼盆地北部深层地震剖面揭示了早寒武世发育的典型张性构造,暂命名为“北阿曼拉张槽”;（3）拉张槽两侧古地貌高地具有优质（潜在）白云岩储层（Buah组、Birba组）的发育条件,拉张槽的形成有利于槽内Ara群U/Athel组、Dhahaban组等优质烃源岩的沉积。深层油气地质特征评价指示阿曼盆地北部（5区）下组合具有良好的油气勘探前景。     

波浪动力因素变化对沙质岸滩演变的影响

通过波浪水槽实验,对海平面变化造成的波浪动力因素改变引起的沙质岸滩形态响应开展机理性研究。实验采用1∶10单一沙质斜坡概化岸滩,利用3种不同实验水深模拟海平面变化,考虑椭圆余弦波、非规则波、规则波和孤立波4种类型波浪作用。实验对波浪在斜坡上的传播变形、破碎、上爬和回落过程的波高及波浪作用后的岸滩地形进行了测量。实验结果表明,椭圆余弦波、规则波和非规则波作用下,平衡岸滩呈现出滩肩形态,孤立波作用下则呈沙坝形态。海平面上升造成波浪动力增强,沙质岸滩平衡剖面形状基本保持不变向岸平移,槽谷、滩肩、沙坝位置以及岸线蚀退距离,均呈现出良好规律性。     

泥石流预报中前期有效降水量的确定

前期有效降水量是泥石流预报的重要参数之一,对不同类型泥石流的形成有不同的影响形式,对土力类泥石流的形成主要是影响泥石流形成区土体的土壤含水量.在每次前期降水增加的土壤含水量和其有效降水量遵循相同衰减规律,以及每次前期降水的有效降水量和其增加的土壤含水量衰减过程都是相互独立的假设条件下,通过分析土壤含水量随时间的变化关系,可以得到前期有效降水量与前期降水量随时间的变化关系,从而可以确定前期有效降水量.通过对云南蒋家沟降水和土壤含水量的实际观测,对这个关系进行了分析研究,并利用最小二乘法得出了前期有效降水量的计算公式.     

基于非静压模型的非淹没刚性植物消波特性数值模拟研究

基于非静压单相流模型NHWAVE,设计不同的计算工况,系统研究了规则波与非规则波作用下,非淹没刚性植物的消波特性。将计算结果和实验数据进行对比分析,验证了非静压模型NHWAVE计算植物消波特性的准确性。进一步研究了波高、周期和水深等因素对植物消波特性的影响,探讨了植物消波特性与这些水动力因素的内在联系。结果表明:非淹没刚性植物的消波效率受波高和周期的影响较大,水深对消波效率的影响很小。由于波浪非线性的影响,基于线性波理论的消波理论模型对植物消波能力的估计偏小。