供水管网震后功能快速修复决策研究

突发地震灾害下,城市供水管网往往不可避免地会发生不同程度的破坏而导致城市供水功能的失效,对人们的生产生活产生了严重影响,快速对震后城市供水管网进行科学合理的功能修复,对于降低地震灾害损失具有重要意义。本文以城市供水管网为对象,针对震后管网系统功能评价及快速修复决策等问题进行了研究。在中国点式渗漏模型的基础上,采用基于破坏概率的渗漏面积计算方法,建立了考虑地震破坏随机性的管线渗漏流量计算模型;针对震后破坏管线展开了水力分析,并提出了以节点水头损失比为指标的节点服务性能失效状态量化方法;进而建立了震后管线的修复决策模型以及功能修复费用模型。研究成果可为震后功能修复工作中管线修复顺序及修复方案的优选提供科学依据,可显著提高震后应急救灾效率,实现城市供水功能的快速修复。     

稀无控制点无人机遥感影像几何定位方法研究

无人机以机动灵活、作业周期短和成本低等优势被广泛应用于基础测绘等领域。然而无人机航摄系统采集像片通过传统方法需要密集分布控制点,导致作业成本增加及生产效率下降影响经济效益。为此,在考虑到航测相机曝光延迟的基础上提出基于GPS辅助空中三角测量的稀无地面控制点的无人机遥感影像高精度几何定位方法,并通过实际测试生产数字线划图(DLG)和数字正射影像图(DOM),可满足1∶1000地形图测绘的技术要求,其高效率、低成本的生产模式较常规方法更具有推广意义,尤其是在西部测图以及岛礁测量人烟稀少人员很难或无法到达且使用常规测量方法无法满足成图要求的区域。     

同步带类运动控制器几何误差的成像检测方法

用于变形监测任务的激光雷达扫描仪需要采用运动控制器来变换探头位置以发射/接收光束,通常运动控制器由步进电机与同步带构成。提出了一种基于外方位元素标定的同步带类运动控制器误差模型建立方法,具体步骤为:①恢复运动轴上不同位置处已知控制点坐标与像平面坐标之间的单应关系,得到摄影机的内、外方位元素;②对不同位置处外方位元素中的平移向量进行线性运算后,求解相应的位置关系;③将输入脉冲数对应的距离作为真值,与所求位置关系作差得到多组误差数据,利用拟合对误差建立多项式模型。实验结果表明,利用该方法检测误差所需设备少且操作简单,所建误差模型精度达到亚毫米级,并能有效地对位置控制予以补偿;同步带类运动控制器的主要误差来源于同步带,以其作为基础的相关测绘仪器可分部件进行验校,以节省使用成本。     

LM算法在稀疏矩阵光束法区域网平差中的应用

通过介绍光束法区域网平差的误差方程和法方程的建立,针对解算法方程的算法进行了对比分析。针对高斯牛顿法在解算非线性模型最小化中存在的问题,提出将LM算法应用于非线性模型的最小化解算,并通过算例验证了LM算法的优越性。为了提高区域网平差的效率和实用性,相对于传统LM算法解算的稠密性,提出了在LM算法中采用稀疏矩阵的方法来解算光束法区域网平差的法方程,验证了将LM算法应用于稀疏矩阵光束法区域网平差的可行性。     

随机模型对IGS站速度及其不确定度影响分析

针对随机模型对站速度的影响,该文以45个国际GNSS服务(IGS)核心站坐标时间序列为研究对象,提出基于Fisher信息矩阵的KIC噪声模型估计准则,对WN、PL、FN+WN、FN+RW、FN+WN+RW备选随机模型进行分析。探讨不同随机模型对IGS站速度及其不确定度估计的影响。结果表明,IGS站坐标时间序列随机模型呈现出多样性,在进行噪声模型估计及其速度应用时应选择足够代表IGS随机模型的备选噪声模型。不同随机模型对IGS站速度估计值的相对影响较小,但对速度不确定度估计值影响不可忽略,尤其是RW分量对站速度不确定度的影响更加明显。     

GPS-RTK在山区高速公路纵横断面测量中的应用

以江西某高速公路纵横断面测量为例,利用GPS-RTK技术对该高速公路进行纵横断面测量,并采用CASS绘图软件和纬地数据转换插件将纵横断面测量数据转换为纬地数据,结果表明GPS-RTK技术满足高速公路设计精度需求。     

应用有机碳同位素技术研究湛江湾生态环境的变化过程

随着工业化进程的加快,湛江湾的生态环境承载力受到了极大的考验。为了解湛江湾生态环境的变化过程,文中利用湛江湾表层柱状沉积物样品中总有机碳含量(TOC)及其稳定同位素、总氮含量(TN)和C/N值的测定,结合端元混合模型,分析了湛江湾沉积物中有机质的来源,探讨了沉积物有机碳同位素的主要影响因素。结果表明,湛江湾沉积物中有机质主要来源为自生藻类,同时也受一定程度陆源输入的影响。沉积序列的元素地球化学参数表明,沉积物δ13C值呈现短暂的负偏随后长期正偏的趋势。底部的负偏可能与大气CO2浓度增加有关,随后δ13C主体正偏的趋势主要受控于气候转暖、生产力增加以及富营养化程度增加的共同影响,暗示了人类活动对湛江湾的生态环境的影响逐渐加剧。其中,人类活动相关的工业、农业有机污染物排放可能是不断加剧海水富营养化的主要原因。     

海南岛近岸滨珊瑚稀土元素的年际变化与海平面等因素的相关性探讨

用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定了海南岛东部龙湾滨珊瑚1981-1996年稀土元素(rare earth elements, REE)的年际含量.结果表明龙湾珊瑚的REE元素含量呈现明显的年际下降趋势.线性回归显示,在年际的分辨率下,龙湾珊瑚REE同海平面呈显著的负相关关系,相关系数达到 -0.5--0.8.龙湾珊瑚REE含量与降雨量、径流量、海表温度(SST)以及珊瑚自身的生长率和钙化率的相关性不显著.分析表明,当海平面快速上升时,河口附近珊瑚受到来自河流的陆源物质影响减弱,海平面上升是控制该区域珊瑚REE含量年际变化的主导因素.南海是西太平洋最大的半封闭边缘海,通过珊瑚的REE记录,有利于开展海平面的重建工作,增进我们对过去数百年来海平面的变化序列以及全新世时期亚轨道尺度海平面变化的幅度、周期以及变化机制的理解.     

两型国产CTD海上比测试验结果分析

基于目前国内海洋仪器的现状,为了对国产温盐深剖面仪(Conductivity-Temperature-Depth profiler,CTD)的性能和实际使用情况有个量化的结果,在我国南海东北部海域对国内较为成熟且具备产品化条件的两型国产CTD开展第三方独立检验与验证。比测过程中,采用同架捆绑,同步下放的方法进行测量。数据处理时,采用一种简便的移相相关法,对国产CTD的压力(P)、温度(T)、电导率(C)、盐度(S)与标准CTD进行对比分析。试验结果表明两者数据曲线趋势一致,线形基本吻合,参试的国产CTD基本上达到自身产品标称精度,但低于标准CTD精度。本次比测结果有利于促进技术成果的完善与固化,有利于进一步提高设备的可靠性、稳定性和批量一致性,为国产海洋环境监测设备的规模化应用和推广提供数据支撑。     

船载表层水温观测研究

通过研究国家相关海洋观测标准对海水温度观测的规约,结合当前船载水温观测的现状,提出了基于总线的船载磁吸附温度链式观测方法,并对其在结构设计、理论模型、算法等多方面进行了阐述。本方法通过多个竖直分布的温度传感器实时观测,采用自适应参数化算法,有效减少了风浪、海流、热辐射等方面的影响,具有观测层深相对固定、精度高等特点,可实现船载全航次的自动观测。同时,设计制造了相关的模拟实验装置进行现场实验,验证了船载磁吸附温度链式观测方法的可行性和有效性。