基于等距圆的极球面投影距离量测方法

研究了极球面投影海图上准确便捷地量测距离的方法。推导了极球面投影下大圆航线和等角航线的方程,形状分析表明极区宜采用大圆航线量测距离;根据极球面投影下直线的几何意义推导了其距离计算公式,距离差值分析表明可用直线代替大圆航线准确量测距离;根据极球面投影上小圆线投影为圆的性质,提出了一种基于等距圆的准确便捷的距离量测方法,以满足极球面投影海图的极区导航应用需要。     

利用三维高斯射线束成像进行地震定位

常规的地震定位方法通常需要拾取地震记录的初至,当初至不明显或被较高水平的噪声淹没时精度较低.本文采用基于三维高斯射线束的偏移成像方法对震源进行定位,较好地解决了该问题.通过三维高斯射线束对台站记录进行偏移归位,并将各台站成像结果的交点作为地震能量释放的中心位置;当各台站成像结果不能交于一点时,采用三维空间高斯滤波方法可实现震源位置的自动获取.提出的变网格计算方案极大地减少了计算量,显著地提高了成像精度和计算效率.利用首都圈地震台网数据,对涿鹿、滦县以及房山三个地震事件进行试算,结果表明:基于变网格三维高斯束偏移成像的地震定位方法自动化程度很高,而且具有较好的抗噪能力,特别适合处理低信噪比资料的地震定位问题.     

敦煌西湖自然保护区湿地演化及驱动力分析

西湖国家级自然保护区位于河西走廊西端,是敦煌盆地人工绿洲的天然屏障。近几十年来,由于气候变化和人类水土资源过度开发,保护区生态环境持续恶化,湿地退化和沙漠化趋势日趋严重。本文运用多时相资源卫星遥感影像,解译分析了保护区湿地演化规律。结果表明：1980-2013年间有23个年份湿地处于快速退化状态,保护区湿地面积由1.72×10⁴ hm²减少到0.99×10⁴ hm²,减少了42.4%;保护区湿地的斑块数从32个增加到51个,平均斑块面积由537 hm²减少为213 hm²,湿地演化呈破碎化趋势。湿地分布质心向西南方向移动了11.59 km,湿地呈整体向西南缓慢移动的趋势。运用因子分析法对湿地演化的驱动因子进行了分类,并利用投影寻踪模型分析各驱动因子对湿地演化的贡献率,结果表明：下游湿地退化的根本原因是大规模引地表水和开采地下水灌溉,其次是气候变化引起的冰川退缩、径流量衰减。20世纪90年代,西湖保护区湿地处于相对稳定状态,建议敦煌地区耕地维持在20世纪90年代初的2.7×10⁴ hm²水平,或通过节水、调整作物结构和跨流域调水等措施,压缩引地表水和开采地下水水量,灌溉用水需控制在20世纪90年代初的用水水平。该研究成果可为自然保护区湿地保护和流域综合开发提供依据。     

利用GRACE卫星数据提取苏门答腊地震同震和震后重力变化

基于GRACE重力卫星数据,采用P3M6去相关滤波技术、350 km半径的高斯平滑技术与差分方法,提取2004年苏门答腊Mw9.3地震的同震和震后重力场时空演化过程。该地震断层下盘同震重力变化达到4.6 μGal,上盘同震重力变化最大值为-8.3 μGal,该结果与球体位错理论计算结果在量级和分布形态上具有较好的一致性。震后7 a断层下盘重力变化累计达到5.6 μGal,超过同震变化信号|而断层上盘震后重力变化只有0.6 μGal,仅为同震变化信号的11%。该现象表明,断层下盘所在海洋地层的粘滞性较低,地层相对柔软,其地层在震后由于较大的粘滞性松弛效应而持续变形,并伴随较大的重力变化|而断层上盘所在的地层接近陆地地壳特性,地层相对脆硬,震后受地层的粘滞性响应而导致的重力变化相对较小。     

透视投影下的月面撞击坑地形恢复算法研究

针对嫦娥三号将携带巡视器在月面展开科学探测任务过程中对高精度撞击坑地形的需求,提出了透视投影下基于SFS的月面撞击坑地形恢复算法。采用Lommel-Seeliger反射模型模拟月表反射,得到透视投影下的反射方程,通过撞击坑边缘点梯度约束以及地形表面连续性约束,将反射方程正则化,最终通过求解,实现了撞击坑在透视投影下的三维恢复。采用模拟影像和真实月面影像对算法的正确性和可行性进行了测试。实验表明,所提出的算法能够有效的进行透视投影下的撞击坑地形恢复,且精度高于现有SFS算法。     

DEM航线曝光点坐标计算方法

由于直升飞机需要第一时间内获取地震、泥石流灾区高分辨率航空影像数据,因此本文提出一种基于全国DEM数据库,根据飞机飞行高度、飞行方向、设计重叠度、当前曝光点坐标自动快速计算下一曝光点坐标的计算方法。该方法不但能满足直升飞机自由飞行路线的影像获取,而且能顾及地形起伏对像片重叠度的影响。实验表明,该方法设计的曝光点坐标更加科学、更加合理。     

基于MODIS数据的西藏干旱自动监测系统实现的关键技术研究

干旱是一种危害较大的自然灾害, 影响范围大、持续时间长. 随着经济发展和人口的增加, 水资源短缺现象日益严重, 这也导致了干旱范围的扩大和干旱化程度加重. 为降低业务人员负担, 提高业务工作效率, 探讨了基于MODIS遥感数据的西藏干旱监测系统实现的关键技术. 首先, 阐述了MODIS 轨道数据快速投影处理的正向投影处理技术原理, 然后分析了温度植被干旱指数算法(TVDI)及其实现, 最后, 将干旱监测方法集成到业务系统软件, 最终实现西藏全区的干旱遥感监测业务工作. 通过与传统手工干旱监测方法进行对比, 发现干旱自动监测系统具有速度快、自动化等优点, 具有十分重要的实践意义.     

综合应用测井及地震资料建立复杂断块地质模型

针对滩海油田具有完钻井少,以地震资料为主的特点,采用井震结合的方法进行地质建模。复杂断块油藏具有许多内部断层,充分利用地震解释层位和断层成果建立合理的构造模型。采用“多步建模”的思路,选用序贯高斯同位协同模拟算法建立储层参数模型。以测井资料为硬数据,地震反演数据为软数据,先后建立自然伽玛模型、泥质含量模型和砂泥岩相模型,然后以砂泥岩相模型为约束,建立储层参数模型。经研究表明,综合使用地震解释成果和三维地震数据体,有助于建立准确、合理的构造模型;而采用“多步建模”的思路,利用序贯高斯同位协同模拟算法,并综合测井资料、地震资料建立储层参数模型,有助于从地质的角度对储层参数模拟进行约束,提高储层随机建模精度,保证储层参数模型的准确和可靠性。     

稀土元素指标δCe－ΣREE对沉积相的指示研究

通过对内蒙古额济纳盆地小狐山剖面沉积物中酸溶组分稀土元素含量及其相关指标、分布模式的分析,讨论了剖面中稀土元素指标δCe－ΣREE与沉积相、沉积环境之间的关系。分析结果表明剖面沉积物酸溶组分中稀土元素丰度均值为7.24μg/g(不包括Y),其中LREE含量占稀土总量的88.67%; 且各层的稀土分布模式均为轻稀土适度富集缓右倾斜型、Eu呈负异常模式,但各相位地层的LREE富集程度与分配模式存在差异。由于小狐山剖面中沉积地层的自身岩性、沉积粒径、矿物结构组成以及气候环境变化等因素均可能会引起REE分异。因此,通过δCe－ΣREE图并结合三次回归曲线,可以很好地将不同沉积相得物质有效的区分开来。小狐山剖面除极少数的几个样品(水下沉积砂)之外,其余的均落在三次多项式回归曲线上部; 而风成砂层则几乎全部落在回归曲线之下; 此外,对于风沙－河流作用下的混合样品也有较好识别,河流过渡相的样品则分布在曲线上或与之相邻近。此研究结果得到了柴达木贝壳堤沉积物的REE数据的验证,运用此方法可以为直观的判别剖面中的不同沉积相,并为定量化划分地层提供依据。     

龙门山彭县－灌县断裂的活动构造于地表破裂

2008年5月12日在龙门山发生了8.0级特大地震,彭县－灌县断裂亦发生了同震地表破裂。在前期对龙门山活动构造研究的基础上,汶川特大地震发生后,在灾区进行了多次的野外调查和国际合作考察,重点对汶川地震的地表破裂和地质灾害开展了详细的详细野外地质填图,利用全站仪和GPS对地表破裂进行了精确的测量,研究了的地表破裂地貌错位、构造组合和运动学,已实地测得地表破裂数据70余组(其中彭县－灌县断裂地表破裂数据20余组)。文章以彭县－灌县断裂地表破裂为切入点,在彭县－灌县断裂的关键部位开展了详细的野外地貌测量,主要测量了彭州磁峰、白鹿、绵竹金花和汉旺等地的地表破裂,标定了彭县－灌县断裂破裂带的垂向断距和水平断距,结果表明该地表破裂南西起于彭州磁峰,向北东延伸经白鹿、绵竹金花至绵竹汉旺,全长约 40～50km。地表破裂带沿彭县－灌县断裂带的走向断续分布,单个破裂长度在几米到500余米不等,破裂带切割了多种类型的地貌单元,包括山脉基岩、河流阶地、冲洪积扇、公路、桥梁等,同时也使道路发生拱曲、破坏和桥梁垮塌或移位。其以脆性破裂为特征,以逆冲－右旋走滑为特点,断面倾角较陡,北西盘为上升盘,南东盘为下降盘,垂直位错介于 0.39～2.70m之间,水平位错介于 0.20～0.70m,平均垂直位错为1.6m,平均水平位错为0.6m; 地表最大错动量的地点位于彭州白鹿镇,其中最大垂直断错为 2.7±0.2m,最大水平断错为 0.7±0.2m。垂直位错与水平位错量之间的比值为2 ∶1,表明该地震地表破裂带不仅存在逆冲运动分量和右旋走滑运动分量,而且逆冲运动分量大于右旋走滑运动分量,显示了彭县－灌县断裂破裂带具有以逆冲和缩短作用为主、右旋走滑作用为辅的破裂性质。其与映秀－北川断裂带的地表破裂相比较,该断裂的地表破裂程度远小于映秀－北川断裂带的地表破裂程度,主要表现在地表破裂的长度较短,垂直位错和水平位错也相对较小,而且为以逆冲作用为主。初步研究结果表明,彭县－灌县断裂与映秀－北川断裂地表破裂的平面组合样式显示为两条在平面上近于平行的北东向地表破裂带,其间由一条南北向的次级地表破裂带(小鱼洞断裂)将它们相连结,地下破裂面的剖面组合样式显示为叠瓦状,并在汶川地震震源附近或震源的上方相连的,是同“根”的。