大量气象数据小文件自适应优化传输

为满足气象实时资料传输中大量气象数据小文件的高时效传输需求,对其中的数据传输服务进行优化,提出一种基于实时网络状况的自适应数据传输优化方法。该方法采用优化网络传输协议并使用文件压缩技术,通过获取网络传输线路上的实时参数,实时调整压缩参数和网络传输参数以优化传输性能。在自适应压缩时,通过试验分析和归纳,确立了气象数据小文件标准为文件小于50 KB;根据网络实时状况,设计了基于实时网络状况自适应调整压缩等级的算法。在自适应传输参数调优中,研究了TCP缓冲区大小和TCP并发连接数在GridFTP协议中的重要性,针对实时网络状况,分别设计了自适应调整TCP缓冲区大小和TCP并发连接数的算法,算法提升传输性能65%。对以上提出各自适应参数调整算法进行试验验证表明,融合压缩和网络传输的自适应调优方法能显著提升气象小数据文件的传输性能近500倍。     

Pore orientation of granular materials during biaxial compression

The local pore spaces in granular materials tend to be aligned parallel to the major principal stress direction upon particle mobilization. Manifestation of this response has been numerically validated in our previous studies with the aid of discrete element method modeling and image processing techniques during creep and shearing. We now extend the modeling of pore geometry, constructed with spherical particles, to assemblies of particle clumps. Two-dimensional simulations are performed for both loose and dense assemblies of spherical particles and particle clumps. Each particle packing is bound by rigid or flexible walls and subjected to biaxial compression and the particle mobilization effect on the evolution of pore orientation is explored. Randomly shaped pores surrounded by adjacent particles are geometrically quantified by Delaunay tessellation and fitted with ellipses. Results show that localization is apparent in dense assemblies, in particular for clumped particle packing, while loose assemblies exhibit diffusive failure. Small pores within well-defined shear bands tend to align either parallel to the direction of the shear band or perpendicular to the major principal stress. On the other hand, small pores within the blocks and large pores have a tendency to become elongate towards the major principal stress direction. This study reveals for the first time that pore orientation is dependent upon particle shape, pore size, and assembly conditions on the pore and global scales.     

三轴应力状态下盐岩强度分析探讨

通过分析盐岩在三轴应力状态下的变形,说明了较高围压下盐岩的大变形特性,提出了三轴应力状态下,利用轴向荷载除以试件初始横截面面积得到应力-应变关系存在的问题,据此对工程应变和对数应变进行了分析和对比,阐明了这两种应变的适用条件,并开展了不同围压下的试验测试和对试验结果对比分析。研究揭示了应利用对数应变分析盐岩的大变形特性和对变形后的应力进行修正,得到了盐岩的工程应变和对数应变均可表示为围压的线性函数,围压为20 MPa时的轴向压缩变形量是5 MPa时的3.09倍。围压越高,对数应变修正得到的最大轴向应力与不修正的差值越大,用对数应变修正后的轴向应力低于不修正的结果,围压达到20 MPa时,前者仅为后者的63.85%。     

微地震监测数据压缩技术

微地震监测数据海量,给数据的长距离实时无线传输带来了很多困难,而且还占用很多磁盘空间。笔者首先采用自适应阈值的STA/LTA算法,选取合适的特征函数,从海量的监测数据中自动快速准确地识别微地震有效信号;然后准确确定有效信号的起止时间,完整地截取有效信号的波形数据,去除大量冗余数据,使得数据减少为原来的20%以下;最后再采用STEIM2算法对截取后的有效信号进行压缩,使监测数据的压缩比达到10∶1。研究结果表明:该方法能够通过去除冗余数据和无损压缩,大幅减少微地震监测数据的传输量,使得最终的数据仅为原数据的10%,从而减少了微地震监测数据的长距离无线实时传输困难,同时也减少数据存储所需要的磁盘空间,取得了较好的应用效果。     

栅格电子地图的无损压缩新方法

JBIG在压缩灰度或彩色图像时,需要将图像分解为多个位面,编解码效率低而且难以利用位面之间的相关性.文章提出了RBMA方法,首先将像素值转换为引用值,然后使用多重算术编码压缩引用值,避免了位面分解.实验表明,RBMA方法与JBIG相比不仅成倍提高了编解码效率,而且提高了约40％的压缩比.GIF以一维的形式编码像素,在处理相同颜色区域时存在字典条目长度增长缓慢的问题.本文提出的LZWB方法将具有相同颜色的区域特殊编码,只输出色块的颜色、色块宽度与高度.实验表明,LZWB提高了约20％的压缩比,解码速度约为GIF的3.7倍.     

Graded-Density Reservoirs for Accessing High Stress Low Temperature Material States

In recently developed laser-driven shockless compression experiments an ablatively driven shock in a primary target is transformed into a ramp compression wave in a secondary target via unloading followed by stagnation across an intermediate vacuum gap. Current limitations on the achievable peak longitudinal stresses are limited by the ability of shaping the temporal profile of the ramp compression pulse. We report on new techniques using graded density reservoirs for shaping the loading profile and extending these techniques to high peak pressures.     

砂岩单轴压缩试验P波速度层析成像及声发射特性研究

深部矿井开采极易诱发矿柱型岩爆,矿柱型岩爆严重威胁着矿山的安全高效开采,为探究矿柱型岩爆破坏机制和前兆信息,选用自贡红砂岩进行单轴压缩试验,并采用主动超声和被动声发射对破裂过程进行监测,联合主动超声与被动声发射监测数据对波速进行层析成像反演,分析试样破裂过程中波速演化规律。研究结果表明：砂岩试样在加载过程中速度模型呈现高度非均质性,在加载过程中会出现低速区,且声发射事件集中出现在低速区内部;P波速度离散度可反映全局波速变化特征,在峰值附近变化剧烈,随荷载增加P波速度离散度持续增大;声发射事件在峰前、峰后定位结果相差较大,峰前阶段声发射事件随机分布,峰后阶段声发射事件定位结果集中。此外,研究发现选用均质速度模型进行声发射事件定位会增大定位误差,试样最终失稳前b值的降低表明试样大尺度裂纹活动加剧,导致岩石非均质性增大,也间接证明了采用非均质速度模型进行声发射震源定位的必要性。该研究结果可用于现场矿柱稳定性监测,定期反演获得矿柱波速变化为矿柱型岩爆提供先兆预警信息。     

二维CCD图象数据压缩

本文着重指出了在今后处理大面积CCD图象数据过程中,所将面临的数据存贮困难问题.本文提出了一种有效的不丢失天文信息的压缩CCD图象数据的方法,对银纬b=-60°的一个天区的试验表明,压缩后的图象数据仅为原图象数据的1/30左右,并且可以十分方便地进行图象再现及再处理。在压缩数据过程中,我们在剑桥APM底片扫描机参数化施密特照相底片的基础上,重新安排了CCD图象上天体的对应参数,并视天体的大小及形状,有效地提取保存了天体周围矩阵信息.     

瓦片金字塔模型技术的研究与实践

海量栅格数据的简化与压缩是近年来三维GIS领域的研究热点。本文在研究瓦片金字塔技术的前提下,基于线性四叉树结构,采用重采样、分层分块的方法构建了海量栅格数据的瓦片金字塔模型,并以该模型为基础设计实现了一个Web3DGIS平台。实验证明,本文设计的平台能够满足海量地形及影像数据的实时三维可视化要求。