利用球体剖分瓦块构建真三维数字地球平台

全球离散网格是面向空间大数据的模型框架,常用于构建数字地球平台。基于球体的剖分瓦块不仅可以构建真三维的数字地球模型,而且可以实现天地一体化的空间数据集成、融合、表达和应用。本文详细论述了球体大圆弧QTM八叉树网格的剖分原理、网格几何特征分析和编解码方法等理论体系,并利用剖分瓦块实现了球体的任意分割以及地下、地表和空中实体的可视化建模。研究表明,球体QTM网格具有剖分规则简单、体系规整、几何特征明晰,适用性强等特点,尤其是可以推广到椭球。因而,该方案可用于天地一体化的空间数据的组织、管理与应用。     

INFLUENCE OF SERIES OF SQUARE GRIDS ON FRACTAL DIMENSIONS—A Case Study of Mountains of China＇s Mainland

MANDELBROT enunciated the uncertainty of the length of a coastline in his paper “How long is the coastline of Britain?” published in Science in 1967. The fractal concept was presented for the first time in that paper and has been applied to many fields ever since. Although fractal dimensions of lots of phenomena were calculated by the box-counting method, the quantitative influence of series of square grids on them is ignored. The issue is systematically discussed as a case study of the mountains of China‘s Mainland in this paper. And some significant conclusions are drawn as follows: 1) Although the fractal character objectively exists in the mountains of China‘s Mainland, and it does not vary with the changes of series of square grids, the fractal dimensions of the mountains of China‘s Mainland are different with these changes. 2) The fractal dimensions of the mountains of China‘s Mainlandvary with the average lengths of sides of series of square grids. The fractal dimension of the mountains of China‘s Mainland is the function of the average length of side of square grid. They conform to the formula D=f(r) (where D is the fractal dimension, and r is the average length of side of square grid). 3) Different dots of data collection can affect the fractal dimension of the mountains of China‘s Mainland. 4) The same range of length of side of square grid and dots of data collection can ensure the comparison of fractal dimensions of the mountains of China‘ s Mainland. The research is helpful to get the more understanding of fractal and fractal dimension, and ensure that the fractal studies would be scientific.     

球面离散网格与球体离散网格的比较研究

测地线在球体剖分中扮演着十分重要的角色,它保证了球体剖分网格单元的形体简单性和空间关系的一致性。本文基于对欧式空间和流空间的数学认识,探讨了球体剖分的评价标准,提出了基于大圆弧QTM的球体八叉树剖分方法,并指出作为一种大尺度的集成三维空间数据模型,全球三维离散网格是地理信息科学的一个新的发展方向。     

基于GIS的江苏省劳动保障网格化维护系统建设

摘要江苏省劳动保障网格化维护系统是以为网格化管理为指导,通过“3S”（GIS、GPS、RS）技术、计算机技术、网络技术、数据库等先进技术为支撑,实现基础地理数据编辑与维护、劳动保障监察网格化管理与维护、企事业单位标注模块的开发与应用,全面实现江苏省劳动保障监察网格化数据的信息化维护与管理。以创新监管方式为手段,为江苏省劳动保障网格化监察工作提供信息化决策依据,促进劳动保障事业的全面发展进步。     

用有限区域风速场准确求解流函数和速度势场的方法

流函数和速度势是气象业务和研究中常用于表述风速的一组变量。用有限区域风速场, 使用有限差分方法求解得到的流函数和速度势场重建初始风速场, 由于受区域边界的限制往往有明显的偏差。虽然有许多求解方法的研究, 但是, 至今仍尚未见到一种真正准确的求解计算方案。首先, 介绍用Arakawa A网格和D网格分布的有限区域风速场求解流函数和速度势场的一般有限差分计算方法, 探讨用它们的解重建风速场产生误差的原因。然后, 针对这些原因, 对给定的有限区域, 通过线性外推初始风速场, 扩展求解计算区域, 使用协调、一致的有限差分格式方案, 准确计算求解区域的边界有旋风速、散度风速和速度势的定解边界条件, 以及恰当选择流函数、速度势、涡度和散度等变量的分布网格, 设计了用上述两种网格分布的风速场准确求解流函数、速度势场的方案, 并对其正确性加以证明, 它们可以推广应用于其他Arakawa网格。用实际资料试验同样显示, 方案避免了重建风速场误差的出现, 与初始风速场相比, 全场风速最大偏差精度达到10-12m/s或以上, 在计算机精度造成的计算误差影响范围内。本文的研究很好解决了长期以来用有限区域风速场、 使用有限差分方法无法准确求解流函数和速度势场的问题。     

北京奥运会期间NO2浓度降低原因分析

2002～2008年,北京市城区和近郊8月的NO2月均浓度大体呈现逐年下降趋势,其中前5年二者均以每年约10%的降幅下降,2008年发生显著下降,降幅达40%左右。利用嵌套网格空气质量模式系统(NAQPM/IAP),采用敏感性试验方法,评估了气象条件与污染控制措施对北京奥运会期间大气NO2浓度降低的影响,评估不同污染控制措施对NO2浓度降低的作用。研究结果表明,污染控制措施是NO2浓度降低的主要影响因素,其中面源的污染控制措施对于NO2浓度降低的作用最明显。     

A 2D well-balanced,coupled model of water flow,sediment transport,and bed evolution based on unstructured grids with efficient variable storage strategy

In recent decades,a few Godunov-type,finite volume two-dimensional(2D)unstructured grid,coupled flow,and sediment models(GF2DUCM)have been developed for flows over erodible beds.These kinds of models are generally analyzed as a Vertex Model(VM)that define topography at the cell vertex,which can lead to the non-conservation of mass regarding flow,sediment,and bed evolution.Here,a full cellcantered variable storage method(Central Model or CM)is applied as the solution of the GF2DUCM.In this method,terrain elevation is defined at the cell centroids;this accurately describes the physical relations between the water depth and topography deformation.This approach can fully eliminate calculation errors in topography deformation at local cells caused by the interpolation of topography deformation at the cell vertex,and reduced uncertainty in the computation of the GF2DUCM.The model performance is systematically tested using a series of laboratory experiments,which demonstrate the mass conservation feature and high accuracy in reproducing hydrodynamic and morphological processes.     

用于地震波场模拟的变网格边长声格固体模型

提出一种新的用于地震波场模拟的变网格边长声格固体模型（Phononiclatticesolidwithvariousgridlength,简称PLSVL模型）．该模型通过改变不同介质中网格的边长来体现介质速度的变化,粒子在所有网格中的运动均保持每一步运行一个网格边长．详细推导了该模型的Boltzmann方程,证明该方程及其散射项的表达式与PLS模型相同,因而从该方程出发,可寻出宏观变量所满足的波动方程．新模型在同种网格内部的传输过程不存在误差,在界面产生的误差不会随时间而积累．本文同时给出了一个理论模型的波场模拟结果．     

基于环形扫面测量的三维直流电阻率法任意各向异性模型响应特征

高精度地下任意各向异性介质电性分布特征识别是当前的热门研究课题。本文以国内外前人工作为基础,基于非结构化网格,利用基于梯度恢复的后验误差估计指导网格自适应细化过程,实现了直流电阻率法三维有限元数值模拟。通过与一维模型半解析解的对比,验证了本文算法的有效性。考虑到电各向异性介质在观测中存在视电阻率反常现象,本文采用了环形扫面测量方法。通过对几种典型各向异性模型的模拟分析,得到了相应的各向异性影响规律和识别特征,各向异性主轴电阻率之间的比值大小决定了椭圆型视电阻率极性曲线长轴与短轴的比值大小,主轴电阻率的旋转方向会改变视电阻率极性曲线的形状。本文的算法研究及数值模拟技术可为直流电法数据精细处理和解释提供技术支撑。     

油藏数值模拟中地质模型的建模流程与方法

围绕油藏数值模拟过程中三维地质模型的建模技术进行了分析与探讨,详细介绍了基于角点网格模型的建模方法,给出了相应的实现步骤。其主要流程是:首先根据断层数据构造断层模型,在断层模型的基础上构建骨架模型;然后在骨架模型约束下采用地层恢复技术实现含断层的地层模型;最后基于结构模型插值物性参数完成属性模型。以塔河油田缝洞型油藏为例,对建模流程和技术的可行性进行验证,结果表明,其建模结果与专业地质建模软件Petrel相符。