GIS-based urban modelling: practices,problems, and prospects

This paper reviews the practices, problems, and prospects of GISbased urban modelling. The author argues that current stand-alone and various loose/tight coupling approaches for GIS-based urban modelling are essentially technology-driven without adequate justification and verification for the urban models being implemented. The absolute view of space and time embodied in the current generation of GIS also imposes constraints on the type of new urban models that can be developed. By reframing the future research agenda from a geographical information science (GISci) perspective, the author contends that the integration of urban modelling with GIS must proceed with the development of new models for the informational cities, the incorporation of multi-dimensional concepts of space and time in GIS, and the further extension of the feature-based model to implement these new urban models and spatial-temporal concepts according to the emerging interoperable paradigm. GISci-based urban modelling will not only espouse new computational models and implementation strategies that are computing platform independent but also liberate us from the constraints of existing urban models and the rigid spatial-temporal framework embedded in the current generation of GIS, and enable us to think above and beyond the technical issues that have occupied us during the past ten years.     

大同盆地孔隙地下水化学场的分带规律性研究

本文通过对大同盆地2004年孔隙地下水水化学资料的分析发现,盆地内孔隙地下水的水化学特征在水平方向上具有以盆地中部为中心,呈环状分布的特点,且与盆地水动力分区具有很好的一致性。由山前冲洪积倾斜平原到中部冲湖积平原,地下水依次经历了补给区、径流区和排泄区,相应的主要水化学类型分别为HCO3型、HCO3.SO4型和HCO3.SO4.Cl型。与中深层孔隙水相比,浅层孔隙水由于水位埋深浅,蒸发浓缩强烈,易受人类活动的影响,各组分的含量较高,变化幅度较大,水化学类型也相对复杂。浅层地下水的水质呈好转趋势,深层地下水水质基本保持稳定。     

闽江流域水体氨氮降解系数实验模拟研究

本研究采用模拟实验对闽江流域氨氮的降解规律进行研究,降解系数采用稳态一维降解模型进行分析计算,闽江上游流域氨氮的平均降解系数为0.140~0.260 d-1,中下游流域氨氮的平均降解系数为0.099~0.203 d-1。结果表明,闽江上游流域氨氮自净能力比中下游流域的自净能力好,古田溪断面的氨氮平均降解系数低于全国的平均值,说明氨氮自净能力相对较弱,本研究为确定流域水环境容量和纳污能力及制定污染物总量控制提供科学依据。     

利用近场高频GPS、 强地面运动和远场地震波形数据联合反演2008年汶川MS8.0地震的震源时空破裂过程

联合近场GPS测站1-Hz运动学位移、 强震仪加速度波形和全球台站P震相波形作为约束, 以时空滑动分布约束条件和ABIC模型参数选择方法, 结合先验的滑动方向变化范围, 反演2008年汶川M_S8.0地震的震源时空破裂过程, 给出了能够综合反映震源破裂过程的统一模型。 结果表明, 汶川地震总体上存在4个主要的破裂区, 最主要的一个破裂区位于震源东北40~120 km, 断层面上的最大位错量约为10 m, 主体滑动分布在2~20 km深度范围, 破裂达到地表; 第二个主体破裂区位于断层破裂带南段, 最大滑动量达到6 m; 另外2个主体滑动区位于断层破裂带北段, 但滑动破裂量小于断层南段破裂区的滑动量, 滑动破裂值最大值为4 m, 超过1 m的区域在走向上超过70 km。 反演得到的断层滑动模型的地震矩为9.5×10²¹ Nm, 相应的矩震级为M_W7.95。 汶川地震破裂表现为单侧破裂, 起始破裂在汶川下方16 km深度, 向东北方向一致性地传播, 过程持续~120 s。 在地震发生后0~10 s内, 破裂集中在震源起始破裂区, 滑动破裂值为~1.0 m, 之后破裂向东北方向扩展, 震后20~40 s是主要的破裂时段。 在40~60 s, 破裂跨越断层南段和北段。 在80~90 s破裂最大值开始下降, 在100~110 s时, 下降为~0.5 m, 在110~120 s时, 下降为~0.1 m。 加入近场GPS测站1-Hz 波形数据与近场强震仪波形和远场长周期体波联合反演, 提高了震源破裂模型的空间分辨率, 特别是浅部滑动破裂区的分辨率, 反演的最大滑动破裂值比不用1-Hz 波形数据反演的结果增大, 表明近场1-Hz GPS波形数据对于揭示汶川地震的时空破裂过程具有重要的作用。     

2013年川滇交界香格里拉—得荣震群序列的重新定位、震源机制及发震构造

2013年8月28日和31日四川得荣县与云南德钦县、香格里拉县交界地区分别发生MS5.2和MS5.9地震.这两次主震连同截至2013年12月31日发生的589次M≥1.5余震,构成香格里拉—得荣震群序列.该序列的震区位于青藏高原东南隅横断山脉的三江构造带地区,地处川滇菱形块体西边界,当地有多组交错的活动断裂.为了了解这一震群序列的震源构造特征以及震区的构造动力环境,我们利用区域地震台网的数字波形资料以及中国地震台网中心的有关震相数据,建立了分区速度结构模型;使用Loc3D(川滇走时表定位软件)重新测定该震群序列中10次MS4.0地震的位置,利用双差法对该序列中的更小地震进行重新定位;同时,采用地震矩张量的时间域反演方法获得10次MS4.0地震震源机制的矩张量解.重新定位结果显示:香格里拉—得荣震群序列的绝大部分地震发生在NW向德钦—中甸—大具断裂中段7~15km深度的基底层,整个序列的震源分布长度约17km,横向宽度约7km;震源分布在横剖面表现为负花状构造的断裂带内,其中,NE倾向的主干活动断裂及其北东侧一条SW倾向的次级断裂分别控制该负花状构造的两个侧边.本研究反演得到的震源机制解显示:该序列所有MS4.0地震均是德钦—中甸—大具断裂中段在近S-N向—NNE-SSW向拉张作用下的正断层作用的结果,右旋走滑作用并不明显.这与该断裂晚第四纪活动的地质地貌特征—右旋走滑为主、正断倾滑为辅—并不吻合.这种不一致可能暗示震区的现今构造运动与以往有所不同,为进一步研究青藏亚板块东南隅与缅甸亚板块以及印度板块交界地区的现今构造动力学提出了问题与线索.     

Smart 3D数据的三维模型重建

针对Smart 3D生成的实景三维模型是一个三角网集合,并不能直接应用于数字城市建设、土地利用管理与城市规划的问题,该文提出了Smart 3D数据三维模型重建的方法:研究了基于分割过滤方法,提取高精度数字高程模型;基于参数化建模、纹理重建方法构建了建筑物三维模型。利用敦化市的倾斜影像进行了实验。实验结果表明:三维重建模型精度高、效果好、提高了自动化的程度,实现了城市建筑物模型的单体化。     

北斗单历元基线解算与恒星日滤波算法

对单历元相对定位解算方法进行了研究,编制了相应的北斗数据处理软件,对两条1km以内的短基线数据进行了测试.根据基线解算结果提取了测站的多路径误差时间序列,并通过最大相关性分析确定了多路径误差的周期,在此基础上提出了适用于北斗系统的恒星日滤波算法.     

安徽池州地区下蜀组沉积环境及成因探讨

采用磁化率、黏土矿物测试及粒度分析等手段,结合区域第四纪地质特征,从气候演变和岩相古地理等角度探讨了安徽池州地区下蜀组的沉积环境及成因.该区下蜀组磁化率曲线呈波峰、波谷旋回特征;黏土矿物以伊利石为主,个别层位以蒙脱石、高岭石、绿泥石为主;粒度以粉砂为主,个别层位以粉砂及中粗砂为主.下蜀组沉积期间存在多次寒冷干燥到温暖潮湿的气候转换,整体为寒冷干燥气候的风成沉积,受古地理位置影响,沿江局部地区夹温暖潮湿气候条件下的长江水系冲积沉积.     

External seismic stability of vertical geosynthetic-reinforced soil walls using pseudo-static method

Analysis of external stability of vertical geosynthetic-reinforced soil (GRS) walls is very important in the seismic prone zone. The scope of this paper is to obtain required minimum reinforcement length, L _min, for external seismic stability of vertical GRS walls by pseudo-static limit equilibrium method. Then, L _min can be calculated to resist sliding, eccentricity, and bearing capacity failure modes. The parameters considered include both horizontal and vertical seismic coefficients (k _h and k _v ), surcharge load (q), wall height (H) and the properties of retained backfill, GRS, and foundation soil. Results show that L _min against sliding failure mode, L _min,S , increases more quickly than that against the other two failure modes with the increase in k _h , q, or unit weight of retained backfill, γ _b , while L _min,S decreases more quickly than that against the other two failure modes with increase in friction angle of retained backfill, ? _b , or unit weight of GRS, γ _r . For the different failure modes, the effect of k _v on L _min is not identical with the change of k _h , and in addition, L _min/H will tend to remain unchanged with the increase in H. In general, L _min against bearing capacity failure mode, L _min,BC, is larger than L _min against the other two failure modes. However, L _min,BC will be less than L _min against eccentricity failure mode, L _min,E , for k _h exceeding 0.35, or friction angle of foundation soil, ? _f , exceeding 37°, and L _min,BC will also be less than L _min,S for friction angle of GRS, ? _r , being no more than 26°.     

川滇及邻区Pn波速度结构和各向异性研究

川滇地区是中国大陆构造变形及地震活动最强烈的区域之一.本文利用从国际地震中心(ISC)、中国地震台网以及云南、四川、重庆三个省级地震台网的地震观测报告中严格挑选出的53673个Pn波到时数据,用Pn波层析成像方法反演了川滇地区的Pn波速度结构和各向异性.结果表明该地区上地幔顶部速度结构的横向变化与现代构造运动有明显的关联:盆地地区上地幔顶部速度明显高于其周边区域,四川盆地尤为突出,其上地幔顶部P波速度是整个研究区域的高值;上地幔顶部P波速度低值区与研究区现代火山活动区域(如腾冲)及高热泉活动区域(如康定)有明显的相关性.强震大都发生在Pn波速低值区或Pn波速低值边界区.Pn波速度低速带与狭义的南北地震带相吻合,反映出上地幔顶部的流变性对构造应力的传递起着重要作用.Pn波各向异性表明:位于川青块体与四川盆地交界的龙门山地区,快波方向与该区域绝对运动方向不一致,而是基本沿龙门山断裂走向,这表明该地区的各向异性主要受龙门山断裂对Moho面切割变形的影响.而在其他区域的Pn波各向异性方向大体与当地块体的绝对运动方向一致,说明其各向异性主要是由板块运动产生的软流圈变形引起.