计算模式驱动下GIS体系结构的发展分析

计算模式是信息时代特有的解决问题的方法范式,它综合反映了信息科学的理论、软件与硬件等因素在解决实际问题中相互作用的形式,是与相应阶段主流信息技术相对应的信息系统体系结构的规律模式或构筑范式。该文分析了计算模式驱动下GIS的体系结构从单机模式、局域网模式、广域网模式(WebGIS)到网格模式(GridGIS)的发展过程,指出单机、局域网和广域网模式本质上都具有集中封闭的性质,不同程度地存在着理论、技术、物理、功能和逻辑思维等五大边缘,是典型的空间信息孤岛。网格计算模式是一种彻底的分布式计算模式,GIS的网格模式直接打破了传统模式的技术、物理、功能和逻辑思维限制,并面向理论边缘的解决,具有开放、均质、扁平的结构性质,升格为空间信息网格基础设施。     

面向"数字城市"多源数据的空间数据立方体空间度量研究

叙述了面向“数字城市”多源数据的空间数据立方体空间度量的基本定义;描述了空间度量的聚集概念,并结合具体的图例阐述了点状、线状、面状空间度量的聚集过程;解释了空间数据立方体维上钻、维下翻、维层次上钻、维层次下翻的空间度量聚集操作基本原理。     

基于高斯两步移动搜寻法的村镇避难场所可达性研究

避难场所可达性是指避难场所与受灾居民之间的通达性,即灾害发生时,避难人员通过避难疏散通道到达避难场所的难易程度,是评价避难场所布局合理性的重要指标。本研究结合高斯两步移动搜寻法和网络分析法,从供需双向出发对村镇地区避难场所进行可达性分析。2种方法的结合,既充分考虑了需求点与设施点的相互作用,又充分考虑了设施点的吸引力随距离的衰减关系,并基于实际道路,以步行疏散时间作为搜索半径,降低了传统研究中因忽略供需间相互作用及实际距离而引起的可达性结果的误差。最后,以神农架松柏镇区为例,验证该方法的实际应用价值。结果表明,该方法能够有效测定村镇地区避难场所的空间可达性,同时,基于GIS软件可以直观地揭示研究区域内避难场所可达性空间分布差异。该方法可为制定科学的村镇防灾减灾规划提供方法支持。     

基于GIS/RS的海岸带生态环境变化研究综述

近年来,随着沿海地区经济建设的脚步的不断加快,人们逐渐加大了对海岸带环境资源的开发利用。海岸带填海造陆、滩涂围垦等人类活动的增多使得区域生物及非生物物质发生了剧烈的改变,进而对海岸带生态环境产生了重要的影响。基于此,各国学者尝试通过一系列的技术手段与方法模型对海岸带生态环境时空变化进行相关探究。其中,遥感与地理信息系统技术作为生态环境的重要分析工具,在区域生态环境变化的评估与监测中有着较为广泛的应用。在海岸带生态环境变化的探究中,由于研究目的、角度以及方向的不同,相关学者所使用的研究方法及模型也存在着一定的差别。本文结合海岸带生态环境研究现状,将海岸带生态环境变化研究分成海岸带土地利用/覆被变化研究、景观格局变化研究、海岸线变迁变迁研究、植被变化研究、水土环境表征因子变化研究以及基于指标体系的生态环境变化研究6个主要部分,并分别从这6个部分出发,对海岸带生态环境变化研究的技术、方法与模型进行归纳总结,从而提出未来我国海岸带生态环境变化研究中需要解决的问题以及重点研究方向,为今后海岸带生态环境的深入研究打下坚实的基础。     

基于GIS技术的全国地面塌陷灾害危险性评价

本文运用GIS的缓冲区、叠加、空间分析等功能，从地貌类型、碳酸盐岩类型、水文地质条件、人类活动及土地利用因素方面，对以岩溶塌陷和采空塌陷为代表的中国地面塌陷灾害危险性进行评价。其中模型中各影响因素的权重值主要是通过层次分析法来确定；而影响因素中的分类值则是地面塌陷点的分布概率。评估结果表明，地面塌陷极高危险区主要分布在中国的广西、贵州、云南，其次是湖北、湖南、重庆、四川、陕西。     

Study of Partial Coefficients for Design of Semicircular Breakwaters

In the present study,the reliability design of semicircular breakwater is based on the verification of the rules defined by standard specifications,where partial coefficients are introduced to ensure safety.The reliability of the semicircular breakwaters has been analyzed by using the Hasofer-Lind method to determine the reliability index of structure that has correlated loads,utilizing the long-term observed wave data at a given place.The relation curve between reliability index and safety factor in the traditional design method,as well as the relationships between reliability index and partial coefficients,have been obtained.This paper proposes values of partial coefficients for the design expression of semicircular breakwaters in the cases of anti-sliding and anti-overturning.     

美国卡罗莱纳州区域海洋观测预报系统简介

介绍了美国卡罗莱纳州区域海洋观测预报系统(Caro-COOPS系统)。该系统通过"实时观测-模式模拟-数据同化-业务应用"形成的一个完整链结,为卡罗莱纳州及其周边海域的科研、经济以及军事应用提供服务。观测系统依靠沿岸水文气象台站、海上浮标、潜标以及卫星遥感装置等,获得研究海区的准确观测资料。数值模拟模块是Caro-COOPS系统的核心部分,使用三重网格嵌套技术,并耦合了大气、海浪、泥沙输运以及生物化学模型,真实、全面地模拟出该海区的状况。Caro-COOPS系统中采用集合卡曼滤波和四维变分同化的方式,利用观测数据来调整计算误差。在模式的运行过程中,数据同化的作用主要体现在对初始场和强迫场的修正上,其观测结果经过统计分析处理后,可对原有的强迫场进行校正,将相对真实的强迫场提供给模式计算;模式计算的结果与观测数据相融合,通过滤波的方法调整积分的方向,以便更加逼近物理场的真实状态,将滤波调整后形成的物理场作为模拟下一个时刻计算所需的初始场。经过数据同化的调整,优化了模式计算所依赖的初始场和强迫场,减小了其与真实状态的误差,使模式的计算结果更加逼近真实值。Caro-COOPS系统的一大优势亮点是通过将预报结果与地理信息系统(GIS)相结合,快速而准确地定位洪水、风暴潮等自然灾害的影响区域,可准确至每一条街道乃至住宅,极大方便了决策部门有针对性地进行灾害预防和救助工作。GIS与模式结果的结合也极大地增强了Caro-COOPS系统服务社会的能力。     

螺旋列板——深水立管涡激振动抑制装置

立管是海洋油气开采中必不可少的组成部分,它承担着流体输送和钻探的重要功能。深水立管在来流作用下容易产生涡激振动,涡激振动是造成立管疲劳破坏的主要原因之一,它会加速立管的疲劳破坏,因此需要采取适当的措施抑制深水立管涡激振动。海洋工程中涡激振动的削弱方法多是在立管外侧添加抑制装置,螺旋列板作为一种广泛应用的深水立管涡激振动抑制装置,在墨西哥湾、北海、西非等深水项目中有多年的应用。文中介绍了螺旋列板的设计、加工制作及安装方法,着重阐述了列板形状尺寸、海洋生物、包覆比例等对其抑制效率的影响,最后对螺旋列板的未来发展方向进行了展望。     

基于模拟退火的改进型混合差分演化算法及其在设计波浪要素推算中的应用

将模拟退火算法与改进的差分演化算法相结合,提出了一种新的混合差分演化算法.通过对标准测试函数优化求解的数值实验,表明该算法的收敛速度和稳健性确有提高,并发现校正变异和校正选择操作的引入相比模拟退火思想更能有效的改进算法的收敛速度和稳健性.以P-Ⅲ型分布为例,分析了设计波浪要素推算的主要问题,以及该算法在设计波浪要素推算中的应用方法,并通过理想样本实验证明了其精确性.最后给出了在成山头海域多年一遇极值波高推算中的应用实例,并与矩法适线结果进行了比较。     

无人机倾斜摄影技术在公路勘察设计中的应用

选用无人机倾斜飞行影像数据在公路勘察设计路线附近进行倾斜航拍并处理城市三维模型,结果表明可以更直观更立体的实现在三维场景中的勘察设计工作.