SAR图像海岸线检测的区域距离正则化几何主动轮廓模型

合成孔径雷达(SAR)卫星遥感图像可以极大地提高全国海岸线覆盖频率,然而受到海洋波浪所引起的随机海水表面粗糙度的影响,海岸目标与海水背景边界易混淆不清,因此本文提出了基于区域距离正则化几何主动轮廓模型(RDRGAC),引入距离正则项,解决重复初始化水平集函数为符号距离函数的问题,提高了算法收敛速度。此外,将区域面积项系数与SAR图像等效视数(ENL)建立非线性拟合关系,实现RDRGAC模型根据不同SAR遥感图像的自适应调整,改善海岸线自动提取精度。通过河北省北戴河和大连市金州湾SAR数据海岸线提取对比试验,验证了所提方法的有效性。     

ECM算法的多视SAR影像分割

多视SAR影像像素强度通常建模为Gamma分布,其形状参数为常数(视数)。实验表明,多视SAR影像分割时,设Gamma分布的形状参数为变量可取得更好的分割结果。由于Gamma分布中形状参数以Gamma函数的形式出现,利用EM算法求解时无法获得形状参数的解析解。为此,本文提出了一种基于Expectation/Conditional Maxinnization(ECM)算法的多视SAR影像分割方法。利用ECM算法估计最大化后验概率条件下的Gamma分布参数及表征最优多视SAR影像分割的标号场实现。采用模拟和真实多视SAR影像验证提出算法。实验结果表明,Gamma分布的形状和尺度参数均能快速收敛到稳态值,且以此得到各同质区域的Gamma分布曲线可以很好地拟合其直方图。通过对分割结果的定性和定量分析,可知提出算法具有有效性和可行性,且优于EM算法。     

塔北西部早白垩世卡普沙良群沉积期古隆起演化及其对沉积的控制作用

古隆起是含油气盆地重要的构造单元,研究古隆起的分布及演化,并阐明其对沉积的控制作用,对于油气勘探具有重要的研究意义.通过岩心、测井资料、地震资料和野外露头的综合研究,建立了塔北西部层序地层格架,卡普沙良群内部划分为4个三级层序,在此基础上再造了卡普沙良群各层序发育时期古隆起的分布及其演化,SQ1沉积时期古隆起呈近东西向展布,横跨整个工区,由中部向东、西两侧加宽,隆起剥蚀面积为1 946 km2,SQ2时期隆起范围缩小,中部隆起被淹没,东部残余2个小的剥蚀区,西部剥蚀区范围较大,总面积约为1 365 km2,SQ3时期隆起范围进一步缩小,东部整体被淹没,西北部残余古隆起面积为899 km2,至SQ4时期古隆起消失.立足于岩心观察,结合岩矿组合、测井等资料,识别出辫状河三角洲、氧化型浅水三角洲、滨浅湖滩坝和滨浅湖4种主要的沉积体系类型.最终充分运用地震、测井、岩心及分析化验等资料,采用盆地分析的思想,综合研究了构造、古隆起、沉积古地理等要素,揭示了古隆起及源-汇体系的配置关系,研究区发育自古隆起向南北两侧供源及南部远源供源两套物源体系,北部临近隆起剥蚀区的两侧发育短物源形成的辫状河三角洲沉积,随着隆起面积的减小,辫状河三角洲分布范围逐渐减小,而南部长轴物源形成氧化型浅水三角洲沉积体系,呈现由SE向NW向逐步进积的趋势,范围逐步扩大.古隆起的发育除为区域提供物源外,还有利于岩性圈闭和地层圈闭的发育,南部的滨浅湖滩坝砂体也具有作为岩性圈闭的良好潜力.      

抛锚撞击水下管汇的数值模拟研究

船舶抛锚撞击水下管汇会影响到管汇的正常作业,基于ANSYS/LS-DYNA动力学分析软件,建立锚-水下管汇-海床土体的三维有限元模型,对抛锚碰撞水下管汇的过程进行数值仿真。通过求解水下管汇受碰撞后的等效应力、应变的时间历程及受撞击部位的凹陷损伤深度,发现最大等效应力点出现在管汇与锚接触位置处,管汇的碰撞部位最终发生凹痕变形。同时讨论锚与管汇接触面的形状以及海床土体对水下管汇损伤程度的影响,当冲击能量相同时,锚与水下管汇的碰撞接触面积越小,水下管汇的损伤深度就越大;当锚与管汇接触的接触面积相同时,冲击能量越大,水下管汇的损伤变形越大。海床土体的剪切弹性模量对管汇的凹陷损伤深度以及最大等效应力影响与冲击能量有关,海床土体的内摩擦角对管汇的碰撞影响较小。     

传统温压计在低温榴辉岩应用中的局限:以西南天山超高压变质带为例

榴辉岩相变质岩石的温压研究对理解高压-超高压变质带的形成和演化具有重要意义,但西南天山低温榴辉岩运用石榴石-绿辉石（-多硅白云母）温压计计算的压力普遍低于相平衡模拟的结果.为此,在Zhang et al.（2017）对含霓辉石榴辉岩研究结果的基础上,对该区域内榴辉岩及其脉体中的绿辉石进行了岩相学和矿物化学的研究,结果表明绿辉石普遍发育环带结构:从核部到边部,Fe3+含量降低,Al含量增加,Fe3+/Al比值的降低对应于霓石含量的降低和硬玉含量的升高.相平衡模拟中硬玉分子等值线的计算结果表明具有最高硬玉含量的边部绿辉石在降压阶段生长.因此,具有最高含量的硬玉组分的绿辉石并不一定代表峰期压力,在应用石榴石-单斜辉石（-多硅白云母）传统温压计时需谨慎,尤其是应用于低温的、具有复杂环带模式的矿物组合时要尤为慎重.      

多年冻土活动层浅层包气带水-汽-热耦合运移规律

活动层水热状态直接影响多年冻土和寒区工程的稳定性。已有研究大多基于附面层理论研究冻土温度场变化,较少研究液态水和水汽运移过程及其对冻土温度场的影响。结合多年冻土活动层包气带水-热耦合迁移的物理过程和内在机制,以温度和含水率为基本变量,建立了考虑液态水和水汽相变、水分对流传热和水汽运移的土壤-地表-大气能量平衡及土壤内部水热变化的耦合模型,分析了真实野外气象条件下活动层液态水和水汽运移规律。计算结果表明:白天温度梯度水分向土壤内部运移,夜间温度梯度水分向土壤表层运移;暖季温度梯度水分以向土壤内部运移为主,冷季温度梯度水分以向地表运移为主;就全年而言,活动层各个深度处水汽运移作用大于15%,水势梯度水汽运移极小可以忽略不计,特别是浅层土壤在无降雨状态下,水分运移以温度梯度水汽运移为主;水势梯度液态水通量受降雨影响明显,在降雨事件期间和之后,液态水和水汽下渗占主导地位,降雨降低表层土壤温度、减小土壤热传导通量,有利于土壤热稳定性。     

湖南省岳家桥典型岩溶发育区电性特征及构造格架研究

为探讨湖南省益阳市岳家桥地质灾害现状,以区内典型岩溶发育区为研究对象,通过长剖面高密度电法、视电阻率联合剖面法等地球物理方法,研究了地层电性响应特点,利用钻孔数据和综合电法勘探数据建立了三维地层结构模型,揭示了典型区域近地表电性结构形态,构建了区内三维地层构造格架,圈定了岩溶发育范围,并评价了地质灾害程度。研究表明: 因地制宜地利用综合电法勘探,有助于在我国南方含水较多的岩溶发育区快速、有效地进行灾害范围的圈定和评价。     

沾化凹陷孤岛西部斜坡带沙三段重力流沉积特征与源-汇体系

以岩芯观察、粒度分析、薄片鉴定、测井资料和地震资料解释等为主要手段,研究渤海湾盆地沾化凹陷孤岛西部斜坡带沙三段主要沉积物重力流类型及其沉积特征,探讨不同触发机制下的沉积物重力流演化过程和构造活动对重力流沉积过程及砂体展布的控制,总结源-汇耦合体系,建立斜坡带重力流砂体发育模式。结果表明:研究区沙三段沉积时期发育异重流、碎屑流、浊流、液化流和滑动-滑塌五种沉积物重力流,具有洪水型和滑塌型两种触发机制,流体演变总体处于碎屑流向浊流演化的早期阶段,推测研究区以北深水区仍发育碎屑流沉积且开始广泛发育浊流沉积。构造作用对研究区沙三段流体性质与演化、同生变形构造和重力流成因砂体的发育与分布具有明显的控制作用。总体上,研究区具有断槽沟谷、断裂坡折、断裂走向斜坡及缓坡沟谷等4种主要的源-汇耦合体系。纵向上,研究区沙三段自下而上由（半）深湖、近岸水下扇、滑塌扇沉积演变为滨浅湖、辫状河三角洲以及扇三角洲沉积;平面上,研究区东部主要发育来自孤岛凸起的扇三角洲前缘和近岸水下扇,西部主要发育来自陈家庄凸起的辫状河三角洲前缘,中部主要发育串珠状滑塌扇体。     

几种梯度场计算的数值算法及其地学应用

梯度作为标量场在空间上最重要的微观变化特征,能较好地反映其在空间上的变化趋势。本文介绍了中心差分算子、相邻梯度因子和Sobel梯度算子三种梯度数值算法。以点电荷在三维空间中产生的电势场构造了一标量场,通过理论公式求解了其梯度值,并将理论梯度值与三种数值算法的结果进行了对比与统计分析,验证了三种梯度数值算法的有效性和适用性。结果表明,排除场源的影响后,Sobel梯度算子相较其它两种数值算法更逼近于理论梯度值。最后,利用Sobel梯度算子求取了某铜矿区可控源音频大地电磁法(CSAMT)三维视电阻率场的梯度场,用梯度场刻画了视电阻率在空间上的变化趋势,提高了对三维地下空间的电性分布规律和地质情况的认识。     

华南夏季降水两次年代际转折的水汽输送异常成因初探

本文利用NCEP/NCAR再分析资料和中国2374站日降水资料,通过水汽收支方程分解方法分析了华南夏季降水在1993~2002年时段年代际增多以及2003~2013年时段年代际减少的水汽输送特征及其成因。结果表明:1993~2002年时段（2003~2013年时段）,局地环流导致异常下沉（上升）气流,南亚高压偏东（偏西）和西太平洋副热带高压（简称副高）偏西（偏东）,菲律宾及副高西南侧水汽输送加强（减弱）,华南地区低层出现强的水汽辐合（辐散）,导致降水偏多（偏少）。华南地区夏季降水两次年代际变化主要与风速变化引起的水汽输送动力散度项的异常有关,同时还受到与比湿变化引起的水汽输送热力散度项异常、及天气尺度的涡旋引起的水汽输送涡流散度项异常影响。此外,研究发现水汽输送的异常与环流和海温异常均密切相关。