理论与方法是GIS可持续发展的核心问题

地理信息系统(GIS)在40年中快速地从一个技术性概念发展成一个学科门类,并且成为现代信息科学的重要组成部分,其中理论与方法的发展起到了至关重要的作用,特别是在地理信息系统已经深入人心的今天,理论与方法已经成为其可持续发展的核心问题。     

地理本体及其应用初探

将本体论的思想和方法引入到地理信息领域,提出了本体论在地理信息科学中的确切含义,并阐述了建立地理本体的意义。重点研究了基于本体的地理信息服务,并在对各种本体表示语言进行分析比较之后,选择最有发展前景的OWL语言构建了一些简单的地理本体,用实例说明如何将本体应用到地理信息服务中。     

含水量对高含冰量冻结砂土屈服面的影响

以往关于冻土屈服特性的研究很少考虑含水量的影响,但实际工程中经常遇到的是变含水量情况,因此本文通过-5.0℃条件下高含冰量冻结砂土的一系列三轴压缩试验,系统地研究了含水量对屈服特性的影响,并且由此建立了带有含水量参数的偏应力-剪应变增量型关系式。试验结果表明：随含水量的变化,应力-应变曲线类型有明显变化,即在不同的含水量区间,含水量对硬化规律有不同的影响特性,因此为了使屈服函数的形式更加简单和提高拟合准确度,对于屈服函数的具体形式应该根据塑性剪应变（硬化参数）和含水量不同区间进行分别确定;当塑性剪应变较小时（0.00%~1.00%）,随含水量的增大,偏应力逐渐增加,而当塑性剪应变较大时（大于1.00%）,随含水量的增大,偏应力有一个先减小后增大的变化过程,并且42.0%可以作为含水量转折点;通过分段硬化原则建立的带有含水量参数的屈服函数与偏应力-剪应变的增量型关系式的模拟值与试验点基本相吻合,这说明得到的屈服函数与偏应力-剪应变的增量型关系式可以用于不同含水量条件下屈服面和偏应力-剪应变曲线的预测。     

大别山东缘郯庐断裂带造山后左行平移活动时间：锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果的限定

郯庐断裂带在造山阶段之后发生了明显的左行平移活动,但到目前为止对于其发生时间仍存在较大争议。大别山东缘郯庐断裂带内存在一系列花岗质、基性岩脉,其形成与郯庐断裂带左行平移活动密切相关,因而对其形成年龄的测定可以为断裂带左行平移时间提供限定。本次工作在大别山东缘郯庐断裂带内糜棱岩及岩脉中采集了6个样品开展锆石LA-ICP-MS年龄测定。两个花岗质糜棱岩样品均得到了新元古代和印支期两组年龄结果,但并未得到早白垩世年龄结果,可能指示了强烈的构造变形抑制了锆石的生长。与断裂带左行平移活动同期的基性岩墙侵位时间为128 Ma左右;斜切糜棱岩面理的基性岩墙侵位于127 Ma 左右;发生韧性变形形成糜棱岩的二长花岗岩侵位时间为128 Ma左右;仅出现NE向劈理的钾长花岗岩侵位于126 Ma。综合以上结果,大别山东缘郯庐断裂带与下扬子地区存在类似的构造背景,其早白垩世左行平移事件的发生时间为128 Ma之前,之后断裂带在区域伸展背景下转变为正断层活动。     

第二松花江干流傍河开采潜力评价

在第二松花江傍河开采适宜性评价的基础上,根据研究区的地质和水文地质条件,建立了水文地质概念模型及相应的数学模型,建立了基于Visual MODFlow的地下水流数值模型;以地下水水位降深不大于含水砂层厚度的1/3为准则,通过使预测流场与允许降深条件下的流场尽量接近,给出了第二松花江干流傍河开采条件下的地下水允许开采量。结果表明:现状年条件下区域地下水资源开采强度较小,而傍河开采条件下各适宜区地下水开采潜力巨大,在多年平均降水保证率条件下,地下水允许开采量可达140×104 m3/d;适度规模傍河开采可引起地表水与地下水转化关系的变化,但不会对河流生态功能产生不利影响。     

东丽湖地热钻探CGSD01井钻完井技术

CGSD01井是由中国地质调查局组织实施的一口水热型地热资源调查井。该井完井深度405168 m,终孔直径216 mm。施工过程中遇到大直径套管下入安全系数不足、地层漏失、复杂地层岩心采取率低等问题。文章介绍了该井的井身结构设计、钻完井工艺技术。通过采用浮力法下管,多工艺堵漏,改进复杂地层取心工艺等措施解决了施工过程中的复杂问题,总结了该地区深部地热钻探钻井工艺并提出了完井建议。     

黏粒含量对黄土抗剪强度影响试验

开展不同黏粒含量对黄土抗剪强度影响的试验研究,揭示黏粒含量对抗剪强度的影响及其微观机理,为黄土地区的工程实践提供科学依据。通过自制负压湿筛装置筛取不同黏粒含量的黄土试样,采用静压法将不同黏粒含量的黄土试样制成同一干密度不同含水率试样进行直剪试验。研究表明:随着含水率的增长,不同黏粒含量试样黏聚力均表现为先增加后减小的变化规律,并在含水率14%附近达到最大值;内摩擦角则均呈单调下降的变化趋势。随黏粒含量的增长,不同含水率试样黏聚力呈增大趋势;内摩擦角呈先减小后增加的变化趋势。通过其微观结构可解释黏粒含量对黄土抗剪强度的影响机制。      

基于镁铁-超镁铁岩中单斜辉石主量元素含量的决策树集成算法对比

依靠岩浆构造环境的地球化学成分认识岩浆形成过程是岩石地球化学中的重要应用。当前利用岩石地球化学成分判别构造环境的工作还不够深入。用4种基于决策树的机器学习方法对来自全球新生代洋岛玄武岩(OIB)、岛弧玄武岩(IAB)及大洋中脊玄武岩(MORB)等镁铁-超镁铁岩中单斜辉石的13种主量元素构成数据集进行了岩浆构造环境判别和主要特征排序。通过对比4种基于决策树的机器学习方法,验证了树类算法对于地球化学成分识别问题的有效性,并总结出4种方法在处理岩浆构造环境判别问题时的优劣:决策树算法判别过程更易于理解,但是其准确率欠佳;boosting算法中的AdaBoost和GBDT对于岩浆构造环境的鉴别准确度较高,但构造过程复杂;bagging集成算法随机森林在权衡性能和模型可理解性时不失为一个良好的选择。此外,还通过4种算法的特征重要性排序得出Cr_2O_3,TFeO,TiO_2,FeO和Al_2O_3是进行岩浆构造环境判别的重要成分。     

基于Axure构建地理国情服务在线发布原型系统

针对如何合理有效地利用第一次地理国情普查与监测之后收集到的大量数据这一问题,天津市测绘院提出建设天津市地理国情服务在线发布系统,为减少系统研发过程中后期迭代开发的工作量,本文提出了系统开发前期进行原型设计的想法。在线发布原型系统主要实现系统的界面设计和交互设计中的逻辑操作,最终设计出一个高保真的原型系统供用户进行测试与评估。     

滑动式与非滑动式GPS精密星历

本文在GPS卫星5 min精密星历的基础上,使用滑动式和非滑动式的Lagrange多项式插值法、Chebyshev多项式拟合法内插卫星的瞬时坐标,确定了内插精度与插值阶数的关系,并对各种方法的优缺点进行了比较分析。结果表明,滑动式内插算法能够抑制插值区间端点附近的振荡与跳跃异常,使用较低的插值阶数就可以达到最优的内插精度,在内插精度与稳定性方面都较非滑动式内插算法有所提高。