基于随机森林的暴雨灾害人口损失预估模型及应用

基于2009—2017年的广西县级暴雨灾情记录,综合考虑致灾因子、孕灾环境和承灾体因素选取7个解释变量,运用随机森林算法,构建暴雨灾害人口损失预估模型;并以精细化网格降水实况分析和预报产品驱动模型,预估是否发生人口损失。研究结果表明:模型训练样本及测试样本的分类准确率均在90%以上,致灾因子(降水情况)是最主要的解释变量,重要性从大到小依次是前10 d降水距平百分率、过程最大日雨量、最大小时雨量和短时强降水频次。应用智能网格降水产品对广西地区近两年的暴雨灾害过程进行回报试验,准确率超过70%。     

中央气象台决策气象服务智能移动终端的设计与实现

中央气象台决策气象服务智能移动终端(简称为“决策服务App”)是在发展智慧气象的大背景下,针对桌面应用、网站等传统天气预报业务系统存在时效性、移动性不足的问题,利用最新的移动互联技术,面向决策服务领导和一线决策服务人员设计研发的手机应用程序。在研发过程中实现了基于WebGIS和OpenGL ES技术的渲染引擎、基于大数据分析技术的用户行为统计,以及高安全性等多项关键技术。在此基础上实现了包括基于精细化智能网格的城市天气预报、决策服务产品、实况监测及其统计查询,以及预警预报在内的主要功能。决策服务App在日常天气预报业务、国家重大会议与活动,以及特大灾害的气象保障服务中提升了中央气象台和各级台站的精细化分析和决策服务水平。     

基于GIS的普定县茶树种植气候适宜性区划

利用贵州省安顺市6个气象站1961—2010年资料,根据气候资源的小网格分析方法,建立普定县茶树种植气候区划因子与地理信息空间分析模型,以GIS为技术支撑,对普定县茶树种植的适宜气候条件进行区划。结果表明:普定县茶树种植的气候适宜性自东北向西南呈明显递增趋势,适宜区和最适宜区占该县国土面积的68%,覆盖该县2/3以上的土地均可种植茶树,为普定县种植茶树的合理布局与规划提供科学依据。     

低序级断层结构导向坎尼属性边缘检测识别方法

常规的断层检测属性对地层产状相对较平、地震反射特征明显的低序断层有识别效果,在地层倾斜或者地层倾角变换剧烈的地方对低序级断层的识别效果很差。针对以上难点,在深入分析低序级断层地质特点和地震响应特征的基础上,对基于三维多级盲源分离与保构造滤波组合去噪的结构导向坎尼属性边缘检测低序级断层识别方法开展了研究,形成了一种有效的低序级断层识别方法,提高了低序级断层的识别能力。和相干属性对比来看,结构导向坎尼属性边缘检测结果噪声干扰更小,特别是在地层较陡或者地层产状波动较大(即地层倾角变化大)的地方,结构导向坎尼属性边缘检测结果更佳。所得结果与实钻井吻合效果好,解决了研究区的油水关系,多发现了5条低序级断层,新钻探井获得高产油流。     

基于web的重磁网格数据处理系统设计及其实现

云计算为地质行业软件提供了新的发展方向,笔者采用云计算技术,研发了一个基于web的在线重磁网格数据处理系统,使得用户无需安装即可便捷获取滤波、延拓、导数计算等数据处理功能.该工具采用了三层架构设计,分别为展现层、计算服务层和逻辑控制层.其中展现层利用web2.0前端技术开发,提供用户交互界面及数据可视化功能.计算服务层封装了一系列网格数据处理算法,用于处理用户提交的数据处理任务并返回数据处理结果,该层包括滤波计算、频率域向上延拓方法和差分迭代向下延拓算法等.逻辑控制层连通展现层和计算服务层,根据用户提交的数据处理请求调用所需算法并返回计算结果.我们利用RGIS软件对比检验了系统可用性,通过不同计算平台对比,验证了系统的跨平台适应性.     

非均匀介质热蠕变流动的数值求解

针对非均匀介质中热蠕变流动问题,给出了有限单元方法与网格－粒子方法联合求解新技术,即有限单元方法求解欧拉网格节点上的未知量,分布于单元内部作为物质成分标记的粒子反映变形过程.有限元法求解动量方程和连续性方程时引入了速度场和压力场等阶插值的压力场稳定的Petrov-Galerkin方法,求解能量方程时采用了流线迎风Petrov-Galerkin方法,网格－粒子算法中采用双线性插值与有限单元插值函数对应.有限单元计算与网格－粒子计算相对独立,两种方法计算的数据通过有限单元节点传递.同时,实现了三角形单元的算法和程序,解决了复杂结构条件下不规则网格计算的问题.通过经典方腔热对流问题验证了程序,给出了不规则形态块体沉降算例,并分析了数值解的稳定性.     

速度差对井间走时层析成像质量的影响及其改进方法

在井间地震初至走时层析成像中,随着相邻地质体速度差的增大,使得射线分布不均匀,以及网格剖分不合适,导致层析成像结果不理想.物理和数值模型的井间走时层析成像表明：当速度差超过30.0%时,层析结果畸变较大;在30.0%～15.0%之间时,层析结果较好;低于15.0%时,层析结果好.在此基础上,提出了井间多尺度初至走时层析成像方法,即对同一模型采用多种网格剖分来同时进行层析成像,以获得研究区域的速度图像.数学和物理模型的井间多尺度走时层析结果表明：该方法很好地兼顾了层析成像的分辨率和精度,极大地改善了井间地震层析成像的质量.即使速度差超过30%,其多尺度的层析结果仍然较好.因此,这种方法具有实际应用的潜力.     

生态地理建模中的多尺度问题

本文在分析生态地理建模内涵的基础上,讨论了生态地理建模中的尺度转换问题、跨尺度相互作用问题、空间尺度与时间尺度的关联问题和多尺度数据处理问题.由于生态地理问题的非线性、生态环境的异质性和随机事件,简单的线性尺度转换方法远不能满足生态地理建模的要求.为了从根本上解决生态地理建模中的时空尺度问题,除需要运用微分几何学和等级理论等经典方法外,还需要引入格点生成法和网格计算等现代理论和技术手段.     

任意各向异性介质三维非结构谱元法直流电阻率正演模拟研究

各向异性是地电异常解释中不可忽视的因素,广泛存在于裂隙或层理发育的地质环境中.本文针对任意各向异性条件下直流电阻率法三维正演问题进行研究,结合非结构谱元法建立模拟算法,充分利用谱方法的指数收敛性以及非结构有限元对地形和复杂异常体刻画能力,提高计算精度和效率.通过灵活的四面体网格剖分和高阶谱插值,实现了复杂介质任意各向异性模型电阻率响应的高精度数值模拟.我们首先通过层状各向异性模型验证本文非结构谱元法的计算精度,进而我们以半空间中立方体模型为例分析各向异性对电阻率响应的影响特征,并通过计算针对不同各向异性参数的视电阻率极性图,探究地下介质各向异性特征识别方法.最后,我们针对典型的山脊模型计算和分析存在地形效应条件下各向异性电流场分布及视电阻率特征.模型计算结果表明基于四面体网格的谱元法模拟带有复杂地形和异常体的任意各向异性模型具有很高的计算精度.本文的研究成果将在推进电阻率方法用于解决裂隙及层理等环境和工程地质问题中发挥积极作用.