基于网格的空间信息模型与服务技术研究

空间信息基础设施是实现数字城市的核心与基础，现有的万维网已经不能满足空间信息访问与处理的需要。该文对以空间信息为核心和基础的数据网格——空间信息网格的基础理论及网格中的空间信息模型与服务技术：进行研究。提出了空间信息网格的若干关键技术及网格中的空间信息模型的特点与要求，并对空间信息网格服务进行了初步的探讨。     

黄土滑坡临滑预报的应变控制方法

我国西北部地区黄土沉积巨厚，地质构造复杂，土体强度低，水敏感性强，各种类型的黄土滑坡广泛分布。黄土滑坡具有滑动规模大、滑动速度快、灾害损失严重等特点。黄土滑坡滑动时间预报，特别是临滑预报在地质灾害防治领域具重要意义。根据黄土力学性质试验与典型黄土滑坡变形分析研究结果，在对比分析黄土剪切应变特性与滑坡滑动破坏机制的基础上，论文提出了一种黄土滑坡临滑预报的应变控制方法。建立了中、浅层与厚层黄土滑坡的应变破坏标准。经多处滑坡实例验证，结果基本合理，可应用于黄土滑坡临滑预报。     

鞍山市西郊区水位预测

根据鞍山市西郊区水文地质条件，建立了双层渗流二维平面系统的数学模型：应用Galerkin有限元法求解模型，从模型的计算结果可见该区观测点水位绝对误差较小，达到了规范要求的计算精度，同时，在此区内有一个大漏斗，在东南的铁西一带也有一个小漏斗。由于铁西一带是主要开采水源区，开采水量较大，所以漏斗逐渐向外扩大且水位有明显下降的趋势。这一变化规律与实际水位一致，说明计算水位基本上反映了实际水位空间变化的规律。因此根据模拟参数利用此模型对该地区进行了水位预测，共预测了四年的水位状况，并依据水位的预测结果对该区的水资源开发利用提出了合理建议。     

水化学指标表示裘布依公式的应用

从多矿物溶解化学动力学方程出发,推演并建立了由水化学指标表示的承压二维井流裘布依公式。结合水文地质、水文地球化学特征,列举了水文地质单元内不同区带、各种代表性矿物及相应组分化学指标的基本表达式。以山西省太原西峪煤矿所需解决的水文地质问题为例进行了定量研究与评价,其结果与已有的抽水试验资料接近,为矿井涌水量的评价开辟了一条新的道路。从事实上进一步论证了水化学指标表示裘布依公式的理论概括是正确的。     

Scaling effects on modeled surface energy-balance components using the NOAH-OSU land surface model

As surface exchange processes are highly non-linear and heterogeneous in space and time, it is important to know the appropriate scale for the reasonable prediction of these exchange processes. For example, the explicit representation of surface variability has been vital in predicting mesoscale weather events such as late-afternoon thunderstorms initiated by latent heat exchanges in mid-latitude regions of the continental United States. This study was undertaken to examine the effects of different spatial scales of input data on modeled fluxes, so as to better understand the resolution needed for accurate modeling. A statistical procedure was followed to select two cells from the Southern Great Plains 1997 hydrology experiment region, each 20 km×20 km, representing the most homogeneous and the most heterogeneous surface conditions (based on soil and vegetation) within the study region. The NOAH-OSU (Oregon State University) Land Surface Model (LSM) was employed to estimate surface energy fluxes. Three scales of study (200 m, 2 and 20 km) were considered in order to investigate the impacts of the aggregation of input data, especially soil and vegetation inputs, on the model output. Model results of net radiation and latent, sensible and ground heat fluxes were compared for the three scales. For the heterogeneous area, the model output at the 20-km resolution showed some differences when compared with the 200-m and 2-km resolutions. This was more pronounced in latent heat (12% decrease), sensible heat (22% increase), and ground heat flux (44% increase) estimation than in net radiation. The scaling effects were much less for the relatively homogeneous land area with 5% increase in sensible heat and 4% decrease in ground heat flux estimation. All of the model outputs for the 2- and 20-km resolutions were in close agreement. The results suggested that, for this study region, soils and vegetation input resolution of about 2 km should be chosen for realistic modeling of surface exchange processes. This resolution was sufficient to capture the effects of sub-grid scale heterogeneity, while avoiding the data and computational difficulties associated with higher spatial resolutions.     

大同市区二十年地下水动态研究

本文首先分析了大同市地下水开采与地下水降深之间的对应关系，同时分析了影响地下水动态的其它因素，然后将地下水开采和大气降水量这两个影响地下水动态的主要因素与地下水动态进行复相关计算，求出相关方程，并进行不同开采量的地下水降深预测，最后根据这些地下水动态研究结果提出了解决大同市水问题几项对策建议。本文的研究结果同时表明，地下水动态研究非常必要且现实意义明显。通过动态变化可以了解地下水的补排及储水介质的变化情况，利用动态变化规律可以预测水文地质条件的变化趋势，根据地下水动态变化特点可采取有针对性的、灵活的取水方案。可以说，地下水动态研究成果在水资源的开发、利用、保护中具有极大的可利用价值。     

GIS支持下的吉林西部水质预警研究

借助于GIS强大的空间分析功能，采用共享软件，对水质进行预警，并将预警结果与其它地理信息相叠加，提出了GIS支持下的水质预警的方法和流程。以吉林西部潜水水质为例进行预警研究，结果表明，该区已有25％的地区出现了不同程度的警性，并呈恶化趋势。     

济宁二号矿孤岛工作面冲击矿压危险及其控制

孤岛工作面及其周围巷道附近应力集中程度高,顶板运动剧烈,再加上地质构造的影响,采深较大时,冲击危险程度就高,很容易引发冲击矿压。《煤矿安全规程》要求孤岛工作面按冲击矿压危险工作面来管理。孤岛工作面冲击矿压危险检测预报及控制的技术是先分析冲击危险程度,确定冲击危险指数,提出早期预报;采用电磁辐射和钻屑法进行及时预报;采用卸压爆破进行处理,并采用电磁辐射和钻屑法检验防治措施的效果。实践证明,这套技术安全、可靠、有效,能够保证工作面的安全高效生产。     

中尺度自忆模式在强降水预报中的应用

根据大气自忆性原理提出的回溯时间积分格式应用于中尺度格点模式MM5,构建了中尺度自忆模式SMM5并做了短期强降水预报的实验.结果表明,SMM5模式与MM5模式相比,由于使用了多个时刻的场资料,预报精度有了明显的提高, SMM5预报的最大雨区的中心位置与降水量也比MM5更接近实际观测场.     

黄河流域夏季分区面雨量预报研究

介绍黄河流域分区夏季面雨量预报的研究成果，精心挑选51个具有较好代表性的测站对黄河流域夏季降水的时空演变特征进行分析，使用K均值动态聚类对黄河流域的夏季降水进行了客观分区，并计算出各流域夏季面雨量。通过对黄河流域夏季雨量与500hPa环流，海温、OLR、中纬阻高，高原积雪，欧亚积雪等重要影响因子的关系分析，结合黄河流域夏季面雨量年降和年代际演变特征的分析，研究出黄河流域分区夏季面雨量预测的基本方法和模型，并通过客观化的数学方法建立黄河流域夏季面雨量预测系统，预测系统十年回报的结果显示出具有较的预测技巧。