生态地理建模中的多尺度问题

本文在分析生态地理建模内涵的基础上,讨论了生态地理建模中的尺度转换问题、跨尺度相互作用问题、空间尺度与时间尺度的关联问题和多尺度数据处理问题.由于生态地理问题的非线性、生态环境的异质性和随机事件,简单的线性尺度转换方法远不能满足生态地理建模的要求.为了从根本上解决生态地理建模中的时空尺度问题,除需要运用微分几何学和等级理论等经典方法外,还需要引入格点生成法和网格计算等现代理论和技术手段.     

空间位置服务平台的构架设计与服务接口实现

通过空间位置服务平台对位置服务领域中众多复杂的空间信息数据进行有效地整合和资源共享, 可以为用户提供综合性的位置应用和服务.利用基于空间信息网格(spatial information grid, SIG) 的分布式思想对空间位置服务平台的架构进行了模型设计和技术实现, 完成了地图数据和定位查询的分布式存储和检索.平台服务接口满足开放位置服务(openlocation service, OpenLS) 规范, 利用XML进行信息编码, 通过HTTP进行数据传输, 介绍了相应的接口内容和调用示例.针对定位信息的更新和传递提出了一种新的基于Push的主动通知机制, 提供与各种定位接口的数据转换和消息处理能力, 高效地实现了位置应用和服务平台之间的消息传递.最后结合MAPGIS平台和CDMA手机定位技术进行了原型系统的实现, 验证了平台理论模型和服务接口的可用性.      

地质条件复杂地区瑞雷波勘探正演模拟

为研究复杂地质条件对瑞雷面波频散曲线的影响,采用有限差分地震数值模拟方法,对3种模型进行正演模拟,得出了某一时刻的波场快照与单炮记录。对模拟记录进行频散分析的结果表明：单层均匀介质没有频散现象;起伏地表两层均匀介质的频散曲线相速度只和介质本身的参数有关,不受地形的影响;水平地表含软夹层介质中,瑞雷波频散现象非常明显。     

基于交错网格有限差分算法的页岩声波各向异性校正方法研究

页岩具有层理发育的特征, 这会引起强烈的声波各向异性, 导致直井与水平井声波测井数据之间差异明显, 因此在水平井储层参数计算中无法直接应用基于直井的岩石物理解释模型.为了解决这一问题, 本文以页岩波速各向异性实验数据为基础, 引入交错网格有限差分算法, 首先在直井井孔模型中(VTI介质)模拟了声波的发射和接收, 随后通过弹性系数矩阵的Bond变换, 模拟了在井斜角不为0的情况下(TTI介质)井孔中的声场传播, 以任意井斜角与井斜角为0情况下纵波慢度差值相对值为纵坐标, 以相对应的井斜角为横坐标, 建立起了纵波各向异性校正公式.模拟与应用结果表明: 井孔中波形曲线与实轴积分法(RAI)得到的波形曲线一致, 同时利用慢度相似相关算法(STC)得到的地层纵波慢度与给定的实验测量值吻合很好, 在28种地层弹性参数的情况下, 平均相对误差为2.3%;纵波慢度差值相对值与井斜角关系曲线显示, 在井斜角小于30°的条件下, 纵波慢度差值相对值变化较小, 随着井斜角大于30°后, 相对值变化增大, 当井斜角为90°也就是水平井模式下, 纵波慢度差值相对值达到最大.根据纵波各向异性校正公式, 对水平井纵波曲线进行了慢度校正.利用纵波校正前后计算的水平井有效孔隙度与导眼井岩心分析有效孔隙度相对误差分析表明, 纵波校正后计算的有效孔隙度计算精度有了明显的提高, 证明了该方法具有非常好的应用效果, 可用于页岩水平井纵波慢度校正.

     

中国地震网格试验系统中资源管理与作业调度研究-资源管理和作业动态分配模型ProRMJS的建立me

通过分析与研究建立资源管理和作业动态分配ProRMJS模型,解决了中国地震灾害仿真网格试验系统（CEDAGrid）中网格科学计算平台在初期建设中存在的一些资源管理方面的问题. 针对网格科学计算平台默认各个计算节点均能提供计算服务的问题,ProRMJS通过ldquo;计算池rdquo;这一虚拟组织为调度器分发作业提供支撑;而调度器则根据计算池中各个节点的计算能力和状态,动态分配任务,这样就保证了计算平台的稳定性. 针对默认各个计算节点均能完成任务的问题, ProRMJS通过监控各个节点所负担作业的运行进度和设定作业时间阈值来管理作业运行. 对于各个节点计算能力大小的区别, ProRMJS通过对各个节点计算性能的权值量化,实行按ldquo;需rdquo;分配作业. 对各个节点计算性能的权值量化, ProRMJS是通过综合考虑各个因素对机器计算能力大小的影响后通过加权计算的方式完成的,从而提高了整个计算平台的工作效率. 最后通过实现地震应力触发科学计算实例验证了方案的有效性,为网格技术在地震领域内的进一步应用作了有意义的探索.      

地震波数值模拟的非规则网格PML吸收边界

以格子法为基础,以声波方程为例研究非规则网格PML(Perfectly Matched Layer)方法.本方法的核心是建立局部坐标系下的分裂方程和基于积分近似的微分方程弱形式.该非规则网格模拟方法允许在计算域内设置任意形状的人工边界.对于二维半空间问题,与采用矩形人工边界相比,采用半圆形人工边界可减少计算量20%以上.采用光滑的曲边界,不仅可减少计算区域,还可避免常规的PML吸收边界在吸收带角点区域的特殊处理.本方法事先计算和存储边界单元的局部几何参数,在计算的每一时间步查表调用这些参数,与常规的直边界PML方法相比,不增加任何计算量.     

基于变网格聚类的离群数据的研究

随着计算机技术的迅速发展,计算机在过程控制中起着越来越重要的作用,在集散控制系统中,上位机通过PCU(Process ControlUnit)传送来的数据进行分析处理而后对PCU实现参数整定、报警与管理。因此这一领域的数据挖掘方法研究具有十分重要的意义。文章将根据这一领域的特殊情况,提出一种基于变网格的聚类分析算法分析过程数据库中的离群数据,从而实现系统的预测报警功能。     

高密度电法在岩溶探测中的应用

高密度电法是一种适用性广泛的电阻率勘探方法,拥有多种电极排列装置选择。不同装置由于电极分布方式的差异,在针对不同地质目标和测区环境时往往表现出明显不同的探测能力。为探究各排列装置的特点及其适用情况,推导了2.5D电位的变分问题,采用Delaunay三角化算法实现了非结构化网格剖分,进而实现了有限元正演模拟。结合实践,对常见地质情况进行建模,分别使用温纳α、温纳β、施伦贝谢尔、偶极−偶极4种装置开展正反演对比研究。研究发现：(1) 在探测未知区域单个异常体时,温纳β、施伦贝谢尔2种排列的效果更好;(2) 在探测相邻较近的多个异常体时,应优先采用具有更高水平分辨率的施伦贝谢尔和偶极−偶极排列;(3) 对于低阻破碎带的勘探,温纳β和偶极−偶极排列更为适用;(4) 当地层具有较好分层界限时,4种排列均可体现良好的分层效果。因此,高密度电法勘探实践中应综合考虑不同排列装置的特点,根据具体情况选用合适的多种排列方式进行测量,并对采集数据进行综合对比分析,以获得更为准确的解释结果。

     

高精度住房空置率的地理空间影响因素定量研究

为揭示住房空置率对地理空间因素的依赖性,本文首先以50 m×50 m格网为基本单位,通过建模等方式计算格网尺度的住房空置率、自然因子、社会因子,然后对研究区进行不同级别的划分和相关性分析,最后采用地理探测器法对自然因子的影响机制进行进一步研究。结果表明：①研究区住房空置率与所选地理空间因子均呈显著性相关,植被占比对住房空置率的影响程度最大,其他自然因子的影响程度普遍偏小;②由于非建成区尚处于快速发展阶段,有较大的发展潜力,因此非建成区对于社会因子和自然因子的依赖程度均大于建成区;③各街道的住房空置率受坡度的影响程度普遍小于其他自然因子,各因子两两之间的交互作用对住房空置率的解释力具有显著增强的效果。本文为小区域住房空置率的影响因素剖析提供了参考。     

海底三维建模关键技术

分析了当前海底三维建模流程中的关键技术,为建模人员提供指导。海底三维建模方法分为基于图像内容建模和基于点状地形数据建模。前者模型精确,视觉效果较好,但建模速度较慢,适合于小范围建模;后者建模速度较快,且满足海底大范围三维建模的精度要求。在海底三维建模中,对于小物件,采用基于图像的建模方法,而大范围的海底地形,采用基于点状数据的建模方法。