钻孔设计与轨迹动态监控系统研究

计算机辅助钻孔设计与轨迹监控是钻探工程信息化和数字化发展的必要条件,从理论上、技术上和方法上对计算机辅助设计技术在钻探工程中的应用展开进一步的研究十分必要。钻孔设计与轨迹动态监控系统以定向钻探工程钻孔轨迹控制参数设计和钻孔轨迹分析监控为主,同时包括钻孔轨迹二维图形和三维图形绘制、钻探工程综合技术图、钻孔地质设计书和钻孔地质柱状图等钻探工程技术文件的自动生成等模块功能,利用计算机强大的数据处理及计算、图形绘制及生成等功能,通过软件编程和数据录入,自动完成钻孔设计与轨迹监控。该系统软件不仅适用于定向钻探工程设计与过程监控,还可作为钻探工程电子档案和钻探工程数字化管理系统的组成部分。系统软件经过了野外实践验证,并达到了预期的应用效果。     

湖南新田富锶地下水水化学特征与成因分析

研究湖南新田富锶地下水水化学特征及成因,为富锶地下水的可持续利用与开发提供理论依据。对研究区21个下降泉、30个机井富锶地下水样品的水化学类型、化学成分含量特征、成分间相关性以及离子比值的研究。结果表明：下降泉水化学类型全部为HCO3-Ca型,机井水化学类型以HCO3-Ca、HCO3-Ca·Mg型为主。相关分析表明,下降泉和机井中SO42-与Ca2+、Mg2+均表现显著相关或极显著相关,HCO3-与Ca2+、SO42-与NO3-在下降泉与机井中的相关性具有差异,下降泉、机井Sr与Ca2+、Mg2+、HCO3-均表现为极显著相关。Gibbs图表明下降泉和机井的水化学组成主要受水-岩相互作用的控制,下降泉、机井c(Ca2+)/c(Mg2+)、c(HCO3-)/c(SO42-+Cl-)、c(Na+)/c(Cl-)、c(Cl-)/c(Ca2+)系数比值具有差异。结果表明富Sr地下水的形成受碳酸盐岩成分影响显著,赋存条件的差异导致富锶地下水在下降泉、机井中的水化学特征、相关性以及离子系数比值的差异。     

基于大数据方法的玄武岩大地构造环境智能挖掘判别与分析

通过玄武岩判别图推断其所形成的大地构造环境的方法由来已久,自1971年Pearce提出了构造-岩浆判别图解法之后,已涌现出了几十种不同的判别图。然而,判别图的制作过程中使用的元素的信息量少,数据样本量少,缺乏代表性,以至于其适用范围有限,且准确率不够。为提高构造环境判别过程的效率和准确性,本文提出以大数据智能挖掘方法建立判别模型,通过玄武岩的化学成分,迅速准确地对其大地构造环境进行判别。所用到的玄武岩包括三类:洋中脊玄武岩(MORB)、洋岛玄武岩(OIB)和岛弧玄武岩(IAB),样品总量为755个。首先,本文分别利用主量元素判别图和微量元素判别图对三类数据的大地构造环境进行判别,包括Ti O_2-MnO-P_2O_5、Fe O~T-MgO-Al_2O_3、Ti-Zr-Y、Zr/Y-Zr和Ti-Zr判别图。由于判别图法针对的是特定的元素或化合物,而有些样品的成份记录不完善或没有测量到有指定物质,导致无法对该样品在判别图中绘制,因此在绘制不同的判别图之前,需要筛选掉一部分数据。判别结果表明,在不考虑无效数据的情况下,Zr/Y-Zr判别图的准确率最高,可达90%以上。但如果考虑到已筛选掉的数据,上述五种图对三种岩石的判别准确率均低于75%。在利用数据挖掘算法进行判别的过程中,本文分别试验了朴素贝叶斯(NB)、K邻近(KNN)、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)四种算法。为达到较好的识别效果,本文将所有的化合物和微量元素组成51维的参数组用于训练模型,并且不会进行任何的数据筛选,即全部被视作有效数据。训练结果表明,NB的分类结果最差,但也超过了75%,而RF训练准确率高达100%。在算法的进阶分析中,测得RF算法验证准确率可达88.46%;为提升智能算法的实用性,本文利用贝叶斯定理对算法的判别结果求逆概率,以实现"由果及因"的合理推断;同时,本文通过人为模拟数据缺失,进一步验证不同的算法的鲁棒性,并认为RF和NB是应该被优先考虑的两种算法;最后,通过提取RF中的决策树,本文对样本中元素的重要性进行了分析,并找到了对判别效果影响最大的几个主量元素和微量元素。综上所述,利用数据挖掘算法判别大地构造环境要比判别图法更为准确、迅速且功能多样,可在该领域做进一步推广应用。     

A model of submarine channel-levee evolution based on channel trajectories: Implications for stratigraphic architecture

Channel-levee systems are frequently interpreted as having a long history of cut-and-fill by channel-shaped features of different scales. Results from a simple geometric model based on a centerline migration algorithm combined with a vertical channel trajectory show that an incising-to-aggrading trajectory of a single channel can produce realistic morphologies similar to systems observed on the seafloor and subsurface, including features such as a basal erosional surface, coeval inner and outer levees, internal erosional boundaries, and terraces draped by inner levee deposits. Channel migration results in composite erosional surfaces that are distinct from topographic surfaces, and their formation does not require larger than usual erosional flows. Many submarine channels interpreted as underfit were probably carved by flows similar to the ones that eroded and deposited the entire channel system. We suggest that the features of most submarine channel-levee systems do not require large temporal variations in flow magnitude but can be explained by a simpler model whereby incision, migration and aggradation of a single channel form over time results in an apparently complex system.     

Numerical Simulation of a Torrential Rain Event in the Northeast of Huaihe Basin. Part I: Model Verification and Analysis of MCSs

A torrential rain event accompanying Typhoon Prapiroon occurred in 2000, with 24-h rainfall amount reaching 800mm near the typhoon center. This event is simulated by the nonhydrostatic mesoscale model ARPS (V5.2), with thriple one-way nested-grids. Grid spacings of 45, 15, and 5 km are chosen for the three nested domains. The corresponding grid sizes are 75×75, 140×140, and 180×180, respectively. The NCEP/NCAR reanalysis data, radar echoes, and GMS-5 satellite images are assimilated with the ARPS model initially using a 3-D data assimilation system--ADAS. The simple ice phase scheme and the Kain-Fritsch cumulus parameterization scheme are used. There are 35 layers in the vertical, with a vertical grid spacing of about 625 m. The integration is performed up to 48 h from 0800 BT 29 to 0800 BT 31 August 2000. Compared with radar echoes, GMS-5 satellite images, and intensive surface observations, the results show that the heavy rain area down between the 500-hPa trough and the subtropical high in the left-front of Prapiroon is well simulated by the model ARPS, and the simulated rainfall centers are consistent with observations. A comparison of the radar echoes with these retrieved from the simulated hydrometeors reveals that there are meso-β scale convective systems that exhibit distinctive characteristics, and there are four convective belts converging in the vicinity of Xiangshui, where the maximum rainfall is observed. A further comparision of skew T-lgp diagrams from simulated and observed data demonstrates significant instability in this torrential rain process. The persistent vertical wind shear provides kinetic energy for the development of the MCSs, hence promoting the baroclinic development of convective cells, and the concentration of heavy rain at the specific location. The consistency between model results and observations encourages a further study of the torrential rain event using the simulation data.     

基于影响特征的点状定级因素分析

分析了点状定级因素沿道路网络进行最短路径衰减和沿道路垂直方向对街区内土地的辐射影响特征。在建立道路网络、计算网络结点间的最短路径距离、划分网络街区块以建立街区土地与网络弧段拓扑关系的基础上，按照因素作用域包含道路网络弧段、道路网络弧段控制网络街区块的层次关系，将所有网络街区块按其所属的因素进行合并得到作用域，通过逼近方法计算道路的作用半径，从而实现基于路径距离测度的因素辐射影响分析。通过实例对圆、直线Voronoi图、路径距离Voronoi图等三种模式确定的作用域、作用半径进行了比较分析，并对作用分和地价评估结果进行了偏差比较分析，验证了本文所述方法的合理性。     

关于A型花岗岩判别过程中若干问题的讨论

自A型花岗岩提出(1979年)30年来,其内涵和外延相对于原始定义而言已发生了很大的变化。主要针对A型花岗岩的各种判别方法(尤其是判别图解)的有效性和局限性进行了讨论。这些判别方法对于A型花岗岩的判定并不总是奏效,所以在实践过程中不能过于依赖判别图解,否则就很容易得出错误的结论。 实际上,A型花岗岩最本质的特征很可能在于它是一种高温花岗岩(相对于I型和S型花岗岩),因此较高地温梯度下的各种地球动力学背景均有利于这一类型花岗岩的发育。     

纸质气象档案数字化处理问题探讨

阐述了档案数字化建设的基本内涵,具体分析了纸质气象档案数字化过程中着重要解决的问题,为后续气象档案的利用、查询等工作的开展打基础。     

加权Voronoi图在农村居民点布局优化中的应用研究

充分考虑农村居民点的微观状况,构建了农村居民点综合影响力评价指标体系,用于评价各居民点的综合影响力,并据此将农村居民点划分为中心村、保留村及零星居民点(搬迁村)3类。引入城市地理学空间分割方法,利用加权Voronoi图划分各中心村的综合影响力范围,确定各搬迁居民点的安置去向,以维持原有的社交范围和生活习惯。