任意扫描轨迹的CT成像方法研究

在工业CT成像应用中,由于复杂结构件形状、结构、组分等特征的限制,使得射线能量与有效厚度不匹配,常规的扫描方式易使投影数据缺失,投影数据完备性较差。为此,本文通过改变轨迹来弥补投影数据缺失,推导任意轨迹的成像模式。首先,在任意轨迹的基础上进行投影几何关系建模,结合空间几何知识完成投影矩阵的刻画;其次,基于迭代重建算法对轨迹的无约束化,进行任意轨迹成像模式下的迭代重建;最后通过小锥角、大锥角以及厚度差异比较大的构件成像仿真实验,验证算法的正确性和可行性。对于厚度差异比较大的工件,该方法相对于传统的圆轨迹扫描,投影数据更完备,CT重建质量高。     

全球六边形离散格网的矢量线数据绘制精度控制

全球离散格网系统是一种新型的地球空间数据模型,是平面格网模型在球面上的扩展。由于六边形的几何结构优势,经常被用于球面离散格网的构建。在平面格网向球面映射过程中,因球面的不可展性,格网上的距离和方向都会发生巨大变化,导致矢量数据球面格网化绘制的精度无法得到保证,这成为矢量数据在全球离散格网显示的一个重要瓶颈,直接制约了球面格网上空间度量关系的建立。本文针对全球六边形离散格网上矢量线数据的绘制问题,研究了平面-球面映射过程,对直线方向影响的统计变化规律,对矢量线数据的格网化表达进行了精度控制,使得平面格网上的矢量绘制方法,能在球面格网上进行高精度的绘制,并保证矢量数据的球面格网绘制误差严格控制在当前层次格网的一个单元内,为格网化数据的高精度显示和格网空间度量的建立奠定了理论基础。     

基于CMIP5模式的中国地区未来洪涝灾害风险变化预估

利用22个CMIP5全球气候模式模拟结果,结合社会经济以及地形高度数据,分析了RCP8.5温室气体排放情景下21世纪近期（2016-2035年）、中期（2046-2065年）和后期（2080-2099年）中国洪涝致灾危险性、承灾体易损性以及洪涝灾害风险。结果表明,洪涝灾害危险等级较高的地区集中在中国的东南部,洪涝承灾体易损度高值区位于中国的东部地区。在RCP8.5情景下,未来我国洪涝灾害高风险区主要出现在四川东部、华东的大部分地区、华北的京津冀地区、陕西和山西的部分地区以及东南沿海部分地区。东北地区的各大省会城市面临洪涝灾害的风险也很高。与基准期（1986-2005年）相比,21世纪后期,虽然发生洪涝灾害的区域变化不大,但高风险区域有所增加。鉴于模式较粗的分辨率以及确定权重系数的方法学等问题,洪涝灾害风险的预估还存在较大的不确定性。     

CMIP5模式集合对中国区域性低温事件的模拟与预估

基于CMIP5逐日最低气温的模拟和预估数据,对中国区域性低温事件进行了研究。通过对中国区域性低温事件的历史模拟显示,模式集合的结果低估了中国区域性低温事件的变化趋势,但能够反映出与观测结果相同的减弱趋势,且比单个模式的结果更稳定,其空间分布与观测结果相似度也较高。在此基础上,采用模式集合方案对不同排放情景下（RCP2.6, RCP4.5, RCP8.5）的中国区域性低温事件进行了预估。结果显示,在RCP2.6排放情景下,中国区域性低温事件的减弱趋势较为缓和;在RCP4.5排放情景下,中国区域性低温事件呈现出显著的减弱趋势;在RCP8.5排放情景下,中国区域性低温事件的减弱趋势更明显。温室气体的排放可能主要影响中国区域性低温事件的强度和发生频次,对其空间分布影响较小。     

Computation of the safety factor for slope stability using discontinuous deformation analysis and the vector sum method

This study introduces the vector sum method into discontinuum-based methods by considering the sliding vector and the stress state of the discrete block system. The sliding direction computation and force projection in the new approach are detailed, and the safety factor is solved by explicit equations. The vector sum method is implemented in the discontinuous deformation analysis (DDA) program and is used to compute the safety factors for two numerical examples. A comparison of the solutions obtained with the theoretical analysis and limit equilibrium analysis demonstrates that the new method is suitable for calculating the safety factor of a slope.     

IPCC共享社会经济路径下中国和分省人口变化预估

基于2010年第六次中国人口普查数据,采用IPCC发布的可持续发展(SSP1)、中度发展(SSP2)、局部或不一致发展(SSP3)、不均衡发展(SSP4)、常规发展(SSP5)这5种共享社会经济路径,率定人口-发展-环境分析(PDE)模型中的人口生育率、死亡率、迁移率、教育水平等参数,对2011-2100年中国和31个省(区/市)人口变化进行预估。结果表明：1) 不同SSP路径下,中国人口均呈先增加后减少的趋势,在高气候变化挑战的SSP3路径下人口最多,于2035年达到峰值,约14.27亿;在以适应挑战为主的SSP4路径下,人口出现最小值7.02亿。2) SSP1、SSP4和SSP5路径下人均寿命长,人口老龄化严重,其中SSP1和SSP5路径下人均教育水平高,到2100年教育水平在大学以上人口约占总人口的60%;SSP2路径下各年龄段分布比较均衡;SSP3路径下新生人口数量较多,劳动力充足,但教育水平较低。3) 到2100年,SPP3路径下广西人口呈现最大值1.13亿,在其他路径下广东人口最多,达1.29亿。     

台风下TLP立管系统可靠性评估

针对在南海海域频发的台风自然灾害,考虑海况随机性、结构随机性以及作业参数的随机性,采用梯度投影确定取样点的响应面法,分别建立P2D、D2P和P2P(P指生产立管,D指钻井立管)三种作业模式下TLP串行立管系统的结构极限状态方程。并在建立立管可靠性分析模型的基础上,确定一种立管可靠度计算方法。算例结合南海某TLP平台给出了上述方法的具体应用。研究表明,10年一遇台风情况下,P2D、D2P和P2P三种工况中生产立管系统的失效概率均小于0.001%,钻井立管系统的可靠度分别为0.016%和0.113%。在大于200年一遇的强台风情况下,P2P工况时的上下游生产立管系统失效概率均大于0.32%和0.018%。因此建议10年一遇台风情况下,停止钻井立管作业;在大于200年一遇的强台风情况下,停止生产立管作业。研究结果可为南海TLP立管系统可靠度评估及安全作业技术支持。     

21世纪北半球中高纬度净初级生产力(NPP)变化及其与气候因子之间的关系

基于CMIP5模式模拟的净初级生产力(NPP), 对21世纪初期(2016-2035年), 中期(2046-2065年)和末期(2080-2099年)三种排放情景下(RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5)北半球中高纬度陆地NPP的时空变化进行了预估, 并结合气候因子分析了NPP的变化和气温、降水、辐射之间的关系. 结果表明: 相对于1986-2005年, 21世纪北半球中高纬度陆地NPP呈增加趋势, RCP8.5情景下NPP的增加比RCP2.6和RCP4.5情景下更为明显; 在季节变化上, 北半球中高纬度NPP也以增加为主, 且NPP在夏季, 尤其是6月增加最显著. NPP对气候变化的响应存在明显的区域差异性, 在中低排放情景下(RCP2.6、RCP4.5), 相对于1986-2005年, 21世纪北半球中高纬度地区温度显著影响的范围在逐渐缩小, 而辐射和降水显著影响的范围在扩大. 在高排放情景下(RCP8.5), 21世纪北半球中高纬度地区NPP的变化主要与温度有关.     

Transformation of Lambert Conic Conformal Coordinates from a Global Datum to a Local Datum

A detailed gravimetric geoid around Japan has been computed on the basis of 30’ × 30’ block mean free‐air gravity anomalies and GSFC GEM‐8 geopotential coefficient set. The 30’ × 30’ block means were read from various gravity maps around Japan, and the block means have been compiled into the JHDGF‐1 gravity file. Since the gravity file is restricted around Japan (see Figure 1), additional gravity data are needed to perform the Stokes’ integration in the cap with radius ψ₀ = 20°. The 1° × 1° block gravity means have been used outside the JHDGF‐1 region. The remarkable features of the gravimetric geoid occur over the trench areas. The geoidal dents over the trenches amount to ‐20~ ‐25 m in comparison with the geoidal heights in the land areas of Japan. The mean error of the 30’ × 30’ detailed gravimetric geoid obtained is estimated to be around 1.4 m, and the relative undulation of the geoid between the distance of a few hundred kilometers may be more accurate.     

地方独立坐标系采用抵偿高程面的任意带高斯投影的分析

以某城市扩建后区域为例,较详细地论述了城市扩建后区域测量中应考虑的变形因素,以及解决变形的办法,详细地叙述了建立地方独立坐标系的原因及建立地方独立坐标系方法的选择。