基于GIS的海洋地质数据集成管理与可视化

针对海洋地质调查数据集成管理与三维可视化表达不足等影响“数字海底”建设问题,以多波束、侧扫声呐、浅地层剖面数据为例,采用GIS技术,设计海洋地质空间数据库;结合传统陆地“钻孔-层面模型”三维空间建模方法,基于海底浅地层剖面数据实现了测区地层的快速建模;最后,为了对海底三维地质信息进行综合的分析,实现海底多维地质信息在真三维环境下地形、地貌、地层空间分布特征全面、直观的表达,基于ArcGISEngine10.0进行了客户端/服务端架构的三维海底虚拟仿真系统的开发。     

基于ATP的微地形三维建模方法研究

基于人工倾斜摄影测量(artificialtiltphotogrammetry,ATP)的方法,通过设置两种拍摄路径、3种拍摄高度、3种分辨率相机的组合,测量并建立微地形地表三维模型,并对其进行精度评价。结果表明,所有三维模型总体平面误差为±8.98mm,高程误差为±7.79mm;较“○”形路径、1.0m和1.5m测量高度、1230万和610万像素相机的测量方法而言,“”形路径、0.5m测量高度、2430万像素相机所生成的三维模型平面误差为±4.01mm,高程误差为±1.81mm,能够更加精确地表达地表的细节特征,为定量化研究微地形侵蚀地表界面过程提供较高精度的数据支持和三维建模方法参考。     

BIM地质建模在大跨度隧道工程中的应用研究

BIM技术在隧道工程的决策设计,施工管理,运营维护等各阶段都具有重要作用但目前应用程度较低,亟待发展。为探索BIM地质建模在隧道工程中的应用,本文依托宁波市平风岭隧道,基于revit软件,采用二次开发的地质插件和civil3d软件建立了该工程的BIM地质模型,并与已有的隧道模型相结合进行了研究。通过对比模型截面与地质剖面,对模型的吻合程度进行了研究,并通过整合的BIM模型,对隧道设计施工过程进行了参考分析。得出结论如下：（1）运用二次开发的地质插件进行地层建模,civil3d对断层等不良地质体建模,可以方便高效地建立BIM地质模型;（2）钻孔数据较少时,可以充分应用物探等地质勘察资料采用增设     

柴达木盆地三湖地区第四系生物气的形成途径与运聚方式

柴达木盆地三湖(台吉乃尔湖、涩聂湖、达布逊湖)地区第四系生物气区是我国最大的生物气区。笔者系统采集了该气区21个天然气样品,测量了其组分和碳同位素组成,重点探讨了生物气形成途径和运聚方式。生物气δ~(13)C_1和δ~(13)C_(CO_2)均随深度增大而变重,显示了CO_2还原途径成气的特征。生物气δ~(13)C_1、δ~(13)C_(CO_2)和δD分布与CO_2还原方式形成的生物气的相应同位素值分布范围接近。在有关成因图解中这些数据主要位于CO_2还原途径成气范围内。生物气CO_2和CH_4之间的碳同位素分馏系数α_c>1.055,具有CO_2还原途径成气的特征。柴达木盆地第四纪干旱的古气候、较低的古温度、较高的沉积速率和水体中较高的硫酸盐含量使得甲烷菌的大量繁殖只能在较大的深度范围内才能实现,从而,有利于CO_2还原途径成气作用进行。涩北一号、涩北二号气田生物气δ~(13)C_1组成分布可能表明,生物气形成以后沿疏导层水平运移进入气藏,基本不存在垂向运移。该项研究对于进一步深入探讨生物气成因、形成条件,确定生物气模拟实验方式与条件,计算生物气资源量,建立成藏模式和选择天然气有利勘探区块均具有重要价值。     

基于语义映射的BIM与3D GIS集成方法研究

BIM与3DGIS技术的结合可以连接室内室外,实现城市精准三维建模,更好地推进智慧城市的建设。IFC与CityGML分别作为BIM与3DGIS的通用标准,利用本文提出的基于语义映射的方法,可以实现IFC到CityGML几何与语义信息的转换,并以标准模型进行了验证。     

ZTEM二维非线性共轭梯度反演研究

ZTEM(Z轴倾子电磁法)是一种天然场源的频率域航空电磁法,其特点是磁场垂直分量在空中机载平台测量,磁场水平分量在地面的固定基站测量,具有勘探深度大、速度快、成本低、覆盖面积大等技术优势.本文实现了ZTEM二维有限差分正演和二维非线性共轭梯度(NLCG)反演算法.研究对象是倾子资料,反演过程中通过解\"拟正演\"问题来避开雅克比矩阵的直接计算.通过理论模型合成数据反演试算,验证了ZTEM倾子资料二维NLCG反演算法的稳定性与可靠性.与大地电磁(MT)TE模式阻抗资料反演结果进行对比,发现在异常体横向边界的约束方面,ZTEM倾子反演比MT阻抗反演更具优越性.     

基于反正切法的定向钻孔雷达三维成像算法

作为探地雷达的一种特殊方式,定向钻孔雷达系统除了能够探测地下目标的深度和径向距离外,还能够对钻孔四周目标进行方位识别,进而利用所求方位进行三维成像.本文所研究的定向钻孔雷达包含一个发射天线和4个接收天线,4个接收天线等角度分布在垂直于井轴的圆环上.基于4个接收天线所接收到的四个信号的微弱不同,提出利用反正切法计算目标方位角,再利用方位角和各道信号组合计算井周地层纵横切片的算法,最终实现钻孔雷达三维成像算法.利用数值模拟结果检验了算法的正确性.     

考虑关断时间效应的瞬变电磁一维反演

为克服因关断时间校正而带来的误差,尝试直接对包含关断时间效应的瞬变电磁资料进行反演。正演采用将斜阶跃波离散为多个阶跃波之和的方法,反演采用经典的马奎特法。对模型试算的结果表明,采用该方法直接对斜阶跃响应进行反演,结果比较理想,计算速度也可以接受。     

黔中地区含铝岩系中钪的分布及丰度研究

黔中地区含铝岩系是重要的含钪层,其铝土矿体和伴生硬质粘土岩中含有较为丰富的Sc2O3研究表明：铝土矿品位越高的区域,其含铝岩系中硬质粘土岩中钪的含量更高。铝土矿的Al2O3和A／S能直接反映Sc2O3质量和规模。Sc2O3与SiO2关系较为密切,与TFe2O3呈弱相关性,Fe203异常值时Sc2O3含量异常较明显。     

GCOM-W AMSR2资料在CMA_GFS 四维变分中的同化应用

卫星微波仪器的辐射率资料,由于兼具卫星观测的全天空优势和微波观测的全天候特性,成为数值天气预报系统同化的日益重要的角色。微波成像仪作为被动微波辐射计的重要一类,其在数值预报中的应用潜力亟待进一步的检验和更充分的挖掘。针对全球水循环变化观测卫星GCOM-W上搭载的第2代先进微波扫描辐射计AMSR2的10个通道,建立了半径200 km的稀疏化方案;研发了包含9项检验的质量控制方案,对于污染低频通道观测的太阳耀光现象和无线电信号干扰等因素进行屏蔽;设计基于经典预报因子的偏差订正方案,对仪器系统偏差进行有效的校正;采用基于变分同化后验估计的观测误差统计,克服了观测误差难以准确估计的问题。通过以上方法,GCOM-W AMSR2共有10个通道辐射率资料在中国自主研发的全球/区域同化预报系统（CMA_GFS,原名为GRAPES_GFS）3.0版的四维变分同化系统（4DVar）中实现了直接同化应用。1个月的批量试验证明,同化GCOM-W AMSR2后,CMA_GFS湿度分析场得到了一定的改进,各量级定量降水中期预报评分有所提高,同时,GCOM-W AMSR2辐射率直接同化对CMA_GFS南半球和赤道地区预报有明显正贡献。研究证实AMSR2能够很好地弥补常规观测资料稀疏区的资料匮乏,发挥水汽敏感特性,改进湿度分析和降水预报的技巧。