基于MPI瞬变电磁测深一维反演并行算法探究

在瞬变电磁测深反演中运用并行技术可以减少计算时间,提高反演的运算效率。MPI（Message Passing Interface）是目前最重要的并行编程工具,它具有移植性好、功能强大、效率高等多种优点。这里基于在Windows系统下使用FORTRAN和MPICH2相结合的开发工具,编写瞬变电磁并行算法程序,对瞬变电磁一维采用直接反演法,通过理论模型对该算法进行试算,计算结果证明了该算法的正确性、高效性和稳定性。     

煤储层渗透率动态预测模型适用性评价

基于比较理论推导建立的4个煤层渗透率计算模型,对我国煤层气盆地已有物性参数进行计算,以预测其煤储层渗透率。将模型预测结果与现场试井渗透率数据进行对比分析,得出了4个模型的预测精度,在此基础上研究了煤储层渗透率动态预测模型对我国煤层气部分区块的适用性。计算结果表明:在煤层气开发后期,汪-张模型的适用性较好,预测结果与现场数据基本一致,对煤层气开采有一定指导意义。     

城市水环境承载能力研究

针对人类高强度活动区——城市水资源系统特点和存在的水环境问题,探讨城市水环境承载能力和水资源承载能力的概念及内涵;提出了计算城市水环境承载能力的"控制目标反推模型"(COIM模型),该模型主要包括:城市污染物排放量计算、控制断面径流量计算、控制断面水质指标计算、控制目标方程和城市水环境承载能力计算;以郑州市为应用范例,介绍城市水环境承载能力计算模型应用及水环境调控对策制定.     

矿区公路平面坐标计算方法

根据公路测量中几种基本的平面线型——直线、园曲线、缓和曲线和卯型曲线的特点,直接给出各线型的中桩坐标和切线方位角的计算公式,根据中桩坐标的计算结果及边线桩至道路中线的水平距离,计算边线桩的坐标。这4种线型的计算公式非常适宜于极坐标法放样矿区公路的中桩和边桩计算。对于较长矿区公路的测量,可以把它分解成多个直线、园曲线和缓和曲线等图元对象,再运用其相应公式进行计算。     

MICAPS4服务端系统架构设计

MICAPS4体系采用客户端/服务器的系统架构,其中服务端系统是MICAPS4的重要部分,利用分布式存储与分布式计算技术,构建可容纳102 TB量级的气象实时数据,千万数据总量,面向数百并发用户的服务器集群系统。MICAPS4服务端系统在国内率先实现全部气象实时数据由文件到数据库、从集中式系统到分布式系统的迁移,该系统自2015年起在全国推广使用。在海量气象数据和大量用户并发访问的环境下,表现出很高的稳定性和优越的读写性能,同时具有便捷的扩展性和可维护性。MICAPS4服务端系统分为分布式存储系统、分布式前处理系统、站点实况轮询系统、查询服务器系统和监控系统5个子系统,分布式存储子系统为MICAPS4客户端提供了近实时数据的高速随机与顺序读取服务,分布式前处理系统利用对等分布式架构实现了海量气象实时数据的流式计算,站点实况轮询系统实现了跨系统的实况数据异构副本的同步功能,查询服务器系统利用多线程服务器技术实现了MICAPS4客户端的实时计算请求,监控系统利用部署于每个节点的探针实现监控信息的主动上报。     

Spheroidal equal angular DEMs: The specificity of morphometric treatment

Digital elevation models (DEMs) are commonly constructed using two main types of regular grids: plane square grids and spheroidal equal angular grids. Methods and algorithms intended for plane square‐gridded DEMs should not be directly applied to spheroidal equal angular DEMs. This is because these grids have fundamentally different geometry. However, some researchers continue to apply square‐grid algorithms to spheroidal equal angular DEMs. It seems appropriate to consider once again the specifity of morphometric treatment of spheroidal equal angular DEMs. This article, first, demonstrates possibilities of direct calculation of local, nonlocal, and combined morphometric variables from spheroidal equal angular DEMs exemplified by slope gradient, catchment area, and topographic index. Second, the article shows computational errors when algorithms for plane square‐gridded DEMs are unreasonably applied to spheroidal equal angular DEMs. The study is exemplified by two DEMs. A medium‐resolution DEM of a relatively small, high‐mountainous area (Mount Elbrus) was extracted from the SRTM1 DEM. A low‐resolution DEM of a vast region with the diverse topography (the central and western regions of Kenya) was extracted from the SRTM30_PLUS DEM. The results show that application of square‐grid methods to spheroidal equal angular DEMs leads to substantial computational errors in models of morphometric variables.     

三维激光扫描技术下的规划验收测量数据处理及成果获取

三维激光扫描技术由于可快速获取高精度、高密度点云数据,可将拟验收建筑及周边情况几乎完全无差地复制到电脑中,是规划验收测量特别是复杂建筑规划验收测量的理想方法,但是其数据处理一直是影响甚至制约其应用的瓶颈。本文简述了规划验收测量要点,以及三维激光扫描点云数据初步处理流程,并针对制作规划验收测量各类图件的不同需求,提出了分别通过直接取线、切片、投影等方法制作成果图件的工作思路及各方法的特点。但是还需研究和解决海量点云的数据处理,以及根据验收测量特点获得测量成果图件的问题。     

基于群体搜索的串行蒙特卡罗反演方法的并行算法(英文)

随着并行计算技术的发展,非线性反演计算效率在不断提高,但对于基于单点搜索的非线性反演方法,其并行算法的实现则是一个难题。本文将群体搜索的思想引入到基于单点搜索的非线性反演方法,构建了并行算法,以量子蒙特卡罗方法为例进行了二维地震波速度反演及实际资料波阻抗反演,并测试了使用不同节点数进行计算的效率。计算结果表明:该并行算法在理论和实际资料反演中是可行的和有效的,具有很好的通用性;算法计算效率随着使用节点数的增加而提高,但算法计算效率的提高幅度随着使用节点数的增加逐渐减小。     

钢筋混凝土柱考虑损伤累积的反复荷载-位移关系分析

为能在反复荷载作用下钢筋混凝土柱的荷载-位移关系分析中考虑柱低周疲劳性能,提出了一损伤模型,对柱中纵向受力钢筋和混凝土的损伤状态作评估与记录。将这一记录材料性能信息的损伤指标带入材料各自的恢复力模型以考虑产生损伤后材料的强度和刚度退化。基于多弹簧模型对不同变幅加载路径下及等幅低周疲劳加载下钢筋混凝土柱的空间反应进行了数值计算模拟。与已有试验结果比较表明,所提材料层次上的损伤累积模型以及考虑损伤累积效应的柱构件空间荷载-位移关系分析方法具有一定的精度,为钢筋混凝土柱的抗震性能分析提供了一个辅助工具。     

数字地形分析方法研究的维度——精准、高效、易用

数字地形分析基于数字高程模型计算各种地形信息,在诸多地理现象和地理过程的定量刻画和模拟中都发挥着不可或缺的重要作用。作为地理信息空间分析的一个基本组成内容、GIS的必备功能之一,数字地形分析的方法研究不断深化、扩展。本文从一个新的视角,即方法研究的维度,对该领域已有工作及发展趋势进行梳理,将数字地形分析方法研究工作归纳为依次显现出的3个研究维度：① 精准,即如何设计新的数字地形分析方法以更准确、精确地计算出符合地理学认知、满足应用领域问题求解所需的地形信息;② 高效,即如何使数字地形分析的计算更高效;③ 易用,即如何使数字地形分析对于应用者（尤其是相关应用领域中非数字地形分析专家的用户）更易用。特别是近年新显现出的“易用”研究维度,通过研究设计数字地形分析领域应用建模知识的形式化表达及相应的推理应用方法,有望实现数字地形分析应用工作流的智能化构建,满足实际应用中对数字地形分析的易用性需求;同时,其研究思路和方法也可为地理信息空间分析中诸多其他分支领域解决所面临的类似问题提供借鉴。