基于OpenGL的大规模三维地形场景的实时显示技术

虚拟现实技术已经广泛应用于三维仿真、GIS、军事模拟等方面,然而大规模三维地形场景的快速绘制和实时显示却始终是个瓶颈问题.本文论述了运用OpenGL生成三维地形场景的关键技术,并深入探讨了基于矩形格网的视相关LOD模型的ROAM算法实现.     

基于PSR 模型的厦门湾中华白海豚资源评价

中华白海豚(Sousa chinensis Osbeck,1765)为国家Ⅰ级重点野生保护动物,厦门湾作为其在中国的主要分布区之一,自20世纪80年代以来,海岸带开发活动和环境污染程度均不断加大,导致此海域中华白海豚的生存环境不断恶化,种群数量日趋减少,资源状况面临严重威胁。作者采用PSR(压力-状态-响应)模型框架,对厦门湾中华白海豚资源面临的主要环境压力、当前的资源状态以及采取的保护响应措施进行了一个较全面的评价,评价结果认为:围填海工程、船只交通、水下爆破作业和陆源排污等人类活动给厦门湾中华白海豚带来了生境缩小、身体伤害、环境污染和饵料短缺等严重影响,厦门市已采取的保护政策响应包括就地保护、迁地保护和公共管理等方面,目前种群资源数量稳定在80头左右并有潜力扩大。基于评价结果,作者提出了加强保护的建议和策略,可为厦门以外海区的中华白海豚保护工作提供参考。     

软黏土的各向异性临界状态模型

剑桥模型只适用于正常固结软黏土,不能描述不等向固结土的应力-应变行为的各向异性特性。基于剑桥模型,在其椭圆屈服面中引入各向异性张量和一个形状参数,建立了一个各向异性屈服面,提出了一个适用于等向和不等向固结软黏土的本构模型。各向异性张量的初始值由初始固结应力状态确定,其演化过程由一个与塑性剪应变和塑性体应变都有关的硬化法则描述。形状参数的引入保证了各向异性屈服面的灵活性和适应性。通过对Boston Blue黏土、高岭土和Otaniemi黏土的三轴试验结果的模拟,验证了模型的模拟能力。     

GIS和GOCAD支持下的矿山3D地质建模

在综合分析3D地质数据模型的基础上.提出将源数据模型分为GIS可描述和GIS不可描述数据模型的分类方法,在ArcGIS和G0(:AD平台下构建了基于GIS的多元、多方法集成的矿山3D地质模型.ArcGIS平台下描述GIS可描述数据模型,并进行数据管理和空间数据分析;GIS不可描述数据模型一方面在GOCAD下描述复杂的地质构造,另一方面采用面向对象的聚合派生法描述矿山工程模型中的空间实体,并利用Geodatabase建立两者的关联.实例应用表明,该方法保持了数据在空间和时间上的一致性,为矿山安全生产管理提供了有效和可靠的空间数据及可视化支持.     

丹江口水库上游水资源现状及变化趋势

利用1961—2015年丹江口水库水源区41个气象站点逐日降水、气温资料及该水库同期入库径流数据,对丹江口水库水源区水文气象特征进行分析,建立气候弹性模拟公式,开展水库入库径流序列模拟;结合未来RCP2.6、4.5、8.5三种情景下的降水、气温预估数据,预测未来径流演变。结果表明：近50多年来丹江口水库水源区气温以0.13 ℃·(10 a)^-1的速率显著增加,增温主要发生在1990年代以后;入库径流年际和年代际变化显著,整体呈-64.3 m³·s^-1·(10 a)^-1的减少趋势。气候弹性模型能较好地模拟出水库入库径流演变趋势,相比气温,径流对降水弹性系数更大;未来三种情景下降水、气温均有所增加,入库径流变化趋势不一,其中RCP2.6情景下各年代入库径流偏少,偏少幅度超270 m³·s^-1,RCP4.5情景下各年代一致偏多,RCP8.5情景下径流呈-14.2 m³·s·^-1 (10 a)^-1减少趋势,年际间波动最为剧烈,不利于水资源调度。

     

三维数值模拟在地下工程围岩二次应力-形变场研究中的应用

地下工程开挖时常出现围岩稳定性问题[1],而研究围岩稳定性问题的关键之一是围岩开挖后的二次应力-形变场研究.由于受诸多不确定因素的影响,对此问题的认识和研究面临一定难题.工程实践证明,借助三维数值模拟方法来研究这一问题具有较好效果.     

基于灰靶模型的宜兴市农村居民点布局适宜性评价及分类调控研究

对农村居民点布局适宜性评价方法的探讨,不仅能丰富农村居民点布局研究的理论体系,也有利于开展农村居民点规划和整理工作。以江苏省宜兴市为例,综合考虑其社会经济和农村居民点布局特点,从自然地理条件、区位条件、生产条件以及生态环境条件4个方面建立评价指标体系,基于灰靶模型研究农村居民点布局适宜性,并据此提出相应的分类调控对策。研究结果表明:宜兴市农村居民点适宜性等级总体较高;在空间上呈现中、北部平原地区的农村居民点布局适宜性整体高于南部丘陵山区的分布特征。针对不同适宜等级提出的分类调控对策可以为当地农村土地整治、村庄规划等实际工作提供一定的参考。     

水流冲击管道内滞留气团的刚性数学模型

通过数学分析证明,在不计局部水头损失时,目前常用的几种简化刚性数学模型的最大气压计算结果相等,并与管道内初始充水段长度无关。但算例表明,对于初始充水段较短或滞留气团体积很小情况,这些简化模型的计算误差将达到不容忽视的程度,甚至导出错误结论。笔者导出的完整刚性数学模型,弥补了简化模型的不足,同时指出了刚性模型的理论缺陷和适用条件。