Constitutive modelling of fine-grained gassy soil: A composite approach

Fine-grained marine sediments containing large undissolved gas bubbles are widely distributed around the world. Presence of the bubbles could degrade the undrained shear strength (s_u ) of the soil, when the gas pressure u_g is relatively high as compared with the effective stress in the saturated soil matrix. Meanwhile, the addition of bubbles may also increase s_u when the difference between u_g and pore water pressure u_w becomes smaller than the water entry value, causing partial water drainage from the saturated matrix into the bubbles (bubble flooding) during globally undrained shearing. A new constitutive model for describing the two competing effects on the stress-strain relationship of fine-grained gassy soil is proposed within the framework of critical state soil mechanics. The gassy soil is considered as a three-phase composite material with compressible cavities, which allows water entry from the saturated matrix. Bubble flooding is modelled by introducing an additional positive volumetric strain increment of the saturated clay matrix, which is dependent on the difference between pore gas and pore water pressure based on experimental observations. A modified hardening law based on that of the modified Cam clay model is employed, which in conjunction with the expression for bubble flooding, can describe both the detrimental and beneficial effects of gas bubbles on soil strength and plastic hardening in shear. Only two extra parameters in addition to those in the modified Cam clay model are used. It is shown that the key features of the stress-strain relationship of three fine-grained gassy soils can be reproduced satisfactorily.     

新开GIS专业的遥感图像处理课程教学探讨

作为地理信息科学(GIS)专业核心课程之一,《遥感数字图像处理》课程已成为遥感课程体系建设的一个重要环节。探讨在新开GIS专业的《遥感数字图像处理》课程教学中,围绕如何提高课程教学质量这一目标,在优化教学内容、丰富实践教育、教研一体化等方面提出了一系列的改革措施与建议,尝试为相关院校新开专业的课程教学提供借鉴与参考。     

双线偏振雷达资料在数值模式中的应用: 模拟器的构建

基于Rayleigh-Gans散射原理构造一个S波段双线偏振雷达模拟器。模拟器考虑了云冰、雪、雨和雹4种水凝物,以水凝物的混合比和数浓度以及水凝物粒子的轴比、相对介电常数、下落倾角为输入量,计算得到水平/垂直偏振反射率因子、差分反射率、比差分相位等偏振量。通过二维理想飑线模拟的试验结果表明,模拟器合理地再现了二维理想飑线系统成熟期的主要偏振特征:雹的反射率较高,差分反射率较低(又称Zdr洞);对流云区的Zdr柱;层云区的反射率和比差分相位的0℃层亮带特征;雨滴反射率与差分反射率因子的“雨线”统计特征。利用该模拟器建立了模式变量和偏振雷达观测的联系,有助于未来将偏振雷达观测资料应用于模式预报效果评估及对流尺度资料同化等方面的研究和应用。      

强度尺度分解方法在气候温度场检验中的应用

本文首次将Casati等提出的强度尺度分解方法应用到气候地表温度场的检验中,探讨此方法用于评估气候模拟场误差的详细空间信息的适用性。以新一代气候系统模式模拟的月平均地表温度为例,传统的统计分析方法（较为常用的是空间相关系数和均方根误差、EOF分析等）不能完全反映模拟场误差的空间信息;强度尺度分解方法可计算不同阈值和空间尺度上的均方误差和模拟技巧,评估对应的模拟能力,定量给出模拟场主要误差的空间信息（误差范围即温度阈值及对应的空间尺度）,例如,亚洲东部地区1月单年及多年平均的模拟场在230 K阈值1600 km模拟技巧非常低。本研究表明强度尺度分解方法适用于气候温度场的检验评估,能定量给出误差的空间信息。     

抚顺地区夏季降水异常的气候特征分析

利用1951—2012年NCEP/NCAR再分析月平均资料及章党观测站月平均降水数据,利用统计学方法从大气环流等方面对抚顺地区夏季降水异常气候特征进行了分析探讨。结果表明:抚顺地区夏季降水存在明显年际尺度周期特征,西太平洋副热带高压北界越偏北、强度越强则抚顺地区降水强度越大。抚顺地区降水强(弱)年,500hPa高度场抚顺地区位于距平低涡(高压)底前部,850hPa风场抚顺地区处于西南(偏北)气流控制之下,海平面气压场抚顺地区位于蒙古气旋底前部(反气旋前部),比湿场抚顺位于比湿距平正值(负值)区内。降水强年的温度场距平低值中心落后于500hPa高度场低值中心,利于高空槽的发展,有利于降水的维持加强,降水弱年的温度场距平低值中心与500hPa高度场低值中心相配合,对高空槽脊的发展无明显的影响。     

多尺度细节增强的遥感影像超分辨率重建

鉴于现有超分辨率重建方法难以突显重建影像细节信息的问题,提出多尺度细节增强的遥感影像超分辨率重建模型框架。首先,通过最小二乘滤波方法将序列影像分解成包含大尺度边缘的平滑信息和包含中小型尺度的细节信息;其次,利用插值方法得到相应的高分辨率细节信息和平滑信息,构造纹理细节增强函数,提升中小型细节的增强幅度;最终,融合细节信息和平滑信息,得到初始的超分辨率重建结果,并利用局部优化模型进一步改善重建影像质量。选取同时相和多时相遥感影像作为试验数据。试验结果表明,本文重建结果与插值方法、TV方法和MAP方法相比,在客观评价指标上均有显著提高,明显改善了重建影像的纹理细节。论文提出的多尺度细节增强的超分辨率重建方法,可以使重建影像提供更多高频细节信息,具有较好鲁棒性和普适性。     

全球气候数据集生成及气候变化应用研究

科技部在"十三五"期间部署的国家重点研发计划"全球变化及应对"专项资助了"全球气候数据集生成及气候变化关键过程和要素监测"研究项目。项目围绕由全球气候观测系统提出的基本气候变量,完善地空天基观测体系,生成中国首套以遥感数据为主体的涵盖大气、海洋和陆表长时间序列、高精度、高时空一致性的产品,即气候数据集,动态监测全球变化关键过程和要素。     

基于 ArcG IS 和 Python 集成开发可达性分析工具的研究

为降低可达性度量的实现难度,弥补现有GIS软件没有集成可达性分析模型或方法的不足,在详尽分析有关模型或方法与GIS集成研究现状的基础上,提出以改进潜能模型作度量模型,按GIS内部集成方式,使用面向ArcGIS 10的Python脚本编程技术集成开发可达性分析工具的设想,对可达性潜能模型分析原理、工具开发环境配置、使用数据的预处理要求、工具的具体设计流程和实现方法等作了详细叙述。最后以评价某市小学教育资源空间布局合理性为例,阐述工具在实际应用中应采取的使用方法和流程,实例评价结果验证工具开发的有效性。     

基于空间协同共享技术的规划用地监测平台研究

基于空间共享的空间库平台多源数据,设计开发了规划用地监测平台,对现状用地情况、规划用地情况、规划审批情况、土地存量情况、集体用地情况、棚户区情况等进行动态监测,为规划管理和规划研究工作提供及时有效的数据支撑。