基于耦合的地理模拟优化系统

尽管GIS在涉及空间信息的许多学科和行业有广泛的应用,但其在对过程进行模拟和优化方面存在严重的功能不足。本文提出地理模拟优化系统GeoSOS的概念与实现方法。进一步建立了GeoSOS1.0的模拟优化平台,作为GIS的重要补充工具。包含了三个重要部分:地理元胞自动机(CA)、多智能体系统(MAS)、生物智能(SI)。其核心内容就是根据微观个体的相互作用,达到模拟和优化的目的。根据Tobler地理学的第一定律,提出了GeoSOS的统一的相互作用规则。GeoSOS具备将模拟和优化耦合起来的功能。将动态模拟模型与空间优化模型耦合起来,使得优化的方案具有一定的前瞻性。对比实验结果发现,耦合模型产生的效用值比非耦合模型分别高出4.3%(点状优化)和4.1%(线状优化),表明GeoSOS能够改善优化的结果。     

蒙东地区露天矿边坡稳定性影响因子与敏感度分析

边坡稳定性对露天煤矿安全高效开采至关重要。在系统总结蒙东地区露天煤矿赋存条件的基础上,提出了该地区露天煤矿边坡的工程地质特征及稳定性影响关键因子。采用正交试验与极差分析法,对该地区露天煤矿边坡稳定性影响因子的敏感度进行了研究。研究结果表明:软弱结构面分布特征、软弱结构面强度及变形特征、地下水疏排效果和综合帮坡角是控制该地区露天煤矿边坡稳定性的关键因子;不同开采阶段边坡稳定性影响因子的敏感性会发生变化,边坡防治策略及重点也应相应调整。      

陕北采煤沉陷区黄土基注浆材料性能试验及配比优选

注浆法是采煤沉陷区的主要治理方法，浆材对注浆效果和成本影响很大。以陕北地区黄土-水泥-添加剂混合浆液为研究对象，采用单因素及正交试验对黄土浆液的黏度、凝胶时间、结石率及28 d单轴无侧限抗压强度进行试验研究，对各指标的影响因素及变化规律进行分析，同时，建立黄土基浆液的GA-BPNN预测模型，通过GA多目标全局寻优，优选出一定强度下成本最低的浆液配比。试验结果表明:黄土水泥浆液与陕北地区普遍采用的水泥粉煤灰浆液性能相近，成本大幅降低，黄土基注浆材料密度及结石率受水固比影响最为明显，黏度主要受水固比及黄土（水泥）掺量影响，28 d强度主要受黄土（水泥）掺量影响；采用GA-BPNN构建模型预测的黄土基注浆材料性能预测值与期望值相对误差为0.74%~1.83%，预测结果精度高，可满足实际应用需求。移动阅读      

Fisher判别及自动获取元胞自动机的转换规则

提出一种基于费歇尔(Fisher)判别和离散选择模型相结合来自动获取地理元胞自动机转换规则的方法。CA的核心是如何定义转换规则,但目前主要是采用启发式的方法来定义转换规则,受主观因素影响较大。本模型结合离散选择模型,通过对Fisher判别方法进行改进,可以成功搜索最佳分隔单元发展和不发展的变量组合,自动确定模型参数值。与常用的Logistic回归模型进行对比分析,结果表明,所提出的方法具有更高的模拟精度,转换规则有着清晰的物理意义。此外,本模型在模拟多类复杂的土地利用变化时可能更具有优势。     

洪灾风险规避下的珠三角未来城市扩张模拟和灾损减缓评估

在共享社会经济路径(SSPs)和代表性浓度路径(RCPs)耦合情景框架下,结合以洪水风险规避为导向的城市扩张策略,模拟未来城市扩张空间格局,并对比多种情景下的洪泛区城市扩张水平以及年期望损失,以对不同策略下的灾损减缓效果进行评估。研究表明,在SSP5-RCP8.5的自然扩张情景下,珠三角地区2080年的洪泛区新增城市面积为1 633 km²(相当于2021年广州、佛山和中山的建成区面积总和),占总新增城市面积的31.5%;洪水年预期损失达23 413亿元。若通过减排使未来发展为SSP2-RCP4.5的自然扩张情景,洪泛区新增城市面积可减少至1 059 km²(-35.1%),占总新增城市面积的29.8%;洪水年期望损失可降低至14 165亿元(-39.5%)。若在城市扩张过程中加入洪灾风险规避策略,即在SSP5-RCP8.5的洪灾风险规避情景下,洪泛区新增城市面积可减少至1 358 km²(-16.8%),占总新增城市面积的26.2%;洪水年期望损失可降低至20 010亿元(-14.5%)。从评估结果看,减排以及洪灾风险...     

瞬变电磁法探测水文地质因素在复杂地表条件下的应用

对甘肃某矿井老窑采空区以及采空区积水的分布范围进行调查研究,利用瞬变电磁法进行探测,获得了该区350米以浅老窑采空区以及采空区积水的分布,结果表明该矿区主要有6个富水异常区,这些富水区一类是含水层相互渗漏的富水区域,另一类是采空区积水区域。探测取得了较好的地质成果,并且在矿井开拓大巷过程中得到验证,说明瞬变电磁法勘探在此种复杂地表条件下探测水文地质因素切实可行。