中国数字地质调查系统的基本构架 及其核心技术的实现

数字地质调查系统是贯穿整个地质矿产资源调查全过程的软件,涵盖地质矿产调查、矿产资源勘查、矿体模拟、品住估计、资源量估算、矿山开采系统优化等内容。考虑数字地质调查系统的应用技术层面,从数据“层”模型、数据流“池”技术、不同阶段数据模型继承技术、数据互操作技术等几个方面讨论了核心技术及其实现,通过基于无缝一体化技术的数据采集、管理、综合处理与成果表达,在实体或矿块的矿床建模技术与品住估计、储量估算等方面展现了全地质调查过程的数字化,不但为地质人员应用高新技术降低了门坎,而且极大地提高了研究精度和效率,丰富了成果的表现形式和服务形式。随着数字地质调查系统的完善和应用水平的提高,数字地质调查系统将成为中国地质调查的主流软件体系。     

三维显示中的DTM数据简化算法

提出了一种将图形生成技术与图像处理相结合,对DTM数据进行最优三角划分的简化DTM数据的算法。依据一定的分辨率条件,将DTM数据转化到二维图像空间,找到它的局部特征点,并将二维空间的特征点利用Delaunay剖分三角化,再映射到三维空间,从而在简化数据的同时,得到一个满足保真性要求的TIN模型。最后实验验证了算法的有效性。     

深地震测深在国内的发展与应用现状研究

通过关键词共现分析方法,对深地震测深技术在国内的发展及其应用现状进行研究。结果表明,深地震测深资料处理以二维动力学射线追踪的正反演方法为主,三维地壳结构模型的构建方法则以改进的克里金插值方法为主;深地震测深可用于揭示孕震构造环境,但对区域地壳结构与地震发生规律和活动性的总结较少;在地震测深成果方面,包括地壳结构类型和地壳厚度等,与地热、金属以及油气矿产资源的形成密切相关,但是目前尚未形成能够服务于矿产资源勘查的成果库和数据产品;海洋深部探测是目前深地震测深方法应用的热点,应当加强海陆联合地震观测,充分发挥两种观测模式的优势。     

沿海地区地下水模拟优化管理模型

针对中国一些沿海地区地下水超采及由此带来的海水入侵问题,将地表水补给、抽水量及地下水位等相嵌在一起,建立了沿海地区地下水模拟优化管理模型。将人工鱼群算法和基于MODFLOW2000的变密度地下水流及溶质运移模型耦合起来,对沿海地区地下水模拟优化管理模型进行求解。以山东省威海市节水示范区为例,验证模型的有效性和可靠性。结果表明,10、11、12月份抽水量最大,以后至第2年5月份依次是减少的;从区域分布上看,在临海区域1号井处抽水量是3500～1120m3/月,在其它井处是6540～2920m3/月;与现行方案相比,增加总有效供水1990m3,地下水平均水位升高0.29m,海水入侵问题能够得到解决。计算结果合理可行,为沿海地区地下水资源的科学管理和持续利用提供可靠依据。     

基于方差分量估计的多源InSAR数据自适应融合形变测量

近年来,合成孔径雷达干涉测量（Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR）技术在地面沉降监测方面展现了巨大的应用潜力,但受其重访周期和一维形变测量能力的限制,仅利用单一轨道卫星观测数据很难揭示真实的地表形变特征及其演化规律.随着在轨运行的SAR卫星系统不断增加,使得融合相同时间段内覆盖同一区域的多源多轨道InSAR数据成为可能.然而目前普遍采用的多源InSAR数据融合方法均为针对大尺度形变监测设计,或者忽略南北向形变甚至水平形变,容易造成误判.为此,本文对经典小基线集（Small Baseline Subset,SBAS）时序InSAR分析方法进行改进,在其形变反演模型中加入东西向和南北向形变参数,采用方差分量估计方法解算多源观测数据验后方差,通过迭代精化确定权重矩阵,从而获得形变参数的最优估值.使用美国南加州地区的ALOS PALSAR和ENVISAT ASAR数据开展实验,利用南加州综合GPS网（SCIGN）位于研究区域内的9个站点观测数据进行验证,结果表明本文方法得到的融合形变测量结果在垂直向上能够准确反映地表形变波动,周期性与GPS观测比较一致;同时,融合得到的三维形变场显示南加州洛杉矶地区存在不可忽略的水平形变,东西向形变测量精度略高于南北向.因此,基于方差分量估计的多源InSAR融合方法在提高形变测量时间序列连续性的同时,能够更准确地反演研究区域三维形变特征.

     

Deriving 3D coseismic deformation field by combining GPS and InSAR data based on the elastic dislocation model

The density of GPS measurements is usually one of the key issues in resolving 3-D coseismic deformation field from integrating GPS and Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) measurements with pure mathematic interpolation methods An approach that combines the elastic dislocation model with the Best Quadratic Unbiased Estimator (BQUE) or a robust estimation method named IGG (Institute of Geodesy and Geophysics) is proposed to reconstruct 3-D coseismic deformation field, in which only a small amount of GPS data is needed to produce a reasonable initial 3-D coseismic deformation. Then the BQUE and IGG are used to weight the InSAR and GPS measurements to avoid computational issues caused by the negative variance problem and to decrease the impact from gross errors. The Wenchuan earthquake is used to test the proposed method. We find that the developed method makes it possible to use only a few GPSs and InSAR data to recover the 3-D coseismic deformation field, which offers extensive future usage for measuring earthquake deformation, particularly in some tectonically active regions with sparse GPS measurements.     

基于Cesium的WebGIS倾斜三维平台的实现

由于传统的二维GIS平台日渐式微,地理信息技术发展的速度越来越快,需要精度更高、表现力更好的三维GIS平台以及相应的解决方案。本文阐述了以Cesium开源前端库为依托,通过倾斜三维模型作为基础数据,实现三维WebGIS平台建设的解决方案,同时通过实例对三维平台的功能进行说明。     

基于3D影像模型的长白山天池地质灾害现状与潜在危害分析

通过遥感解译及野外调查工作,查清了长白山天池地区主要地质灾害分布现状及规模,分析了灾害发生的机理,编制了地质灾害危害区划图,能够为相关防灾减灾部门提供决策依据.     

电感耦合等离子体发射光谱法测定硼硅酸盐玻璃中的硼等常见元素

硼硅酸盐玻璃中的硼、钙、镁、铝、铁、钛、硅等常见元素普遍采用各元素分别测定的方式进行分析,分析效率很低;而且硼的测定普遍采用容量法,当B2O3含量低于1%时,容量法测定误差较大。本文以KOH熔融的方式消解样品,采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)进行分析。通过实验研究了KOH用量和不同称样量对B2O3测定结果的影响。结果表明,KOH用量在3 g以上时有较好的熔样效率和熔样效果,称样量低于0.4 g对B2O3测定结果无明显影响,考虑到其他元素的测定,确定了KOH用量优选3 g,称样量优选0.1 g。在此条件下,测定B2O3等常见元素的精密度(RSD,n=6)≤2%,加标回收率在96.0%~105.6%之间,除Si O2测定误差较大外,其他元素的测定结果均令人满意。本方法确定的B2O3的定量限为0.067%,且对于B2O3最高含量达到16%的测定结果也令人满意,因此可测定B2O3含量的范围至少为0.067%~16%。当样品中的B2O3含量高于4%时,方法准确度和精密度与国家标准分析方法(容量法)相当;当B2O3含量低于1%时,方法准确度和精密度都优于容量法。与现有报道相比,本方法显著拓宽了B2O3的测定范围,并具有良好的准确度,而且在B2O3准确测定的同时,也实现了Ca、Mg、Al、Fe、Ti的定量分析和Si的半定量分析,大大提高了分析效率,可以实现硼硅酸盐玻璃中B2O3等常见元素的准确快速分析。     

3D characterization of coarse aggregates

A new and accurate characterization method for dimensions, shape and roughness of aggregate particles has been developed. The method is based on the 3D-laser scanning technique and evaluation of coarse-grain aggregate-particle images. Parameters are obtained with either analytical Fourier analysis or geometrical analysis. The results from the two methods are compared with each other as well as with manual measurements. Although the Fourier-based analysis gives about 10% smaller size values, the comparison of the results shows, in general, a good agreement between the different techniques. This new method for analysis of coarse-grain aggregates gives reliable results for both the shape and topographical parameters of particles.