Design and implementation of a 3D ocean virtual reality and visualization engine

In this study,a 3D virtual reality and visualization engine for rendering the ocean,named VV-Ocean,is designed for marine applications.The design goals of VV-Ocean aim at high fidelity simulation of ocean environment,visualization of massive and multidimensional marine data,and imitation of marine lives.VV-Ocean is composed of five modules,i.e.memory management module,resources management module,scene management module,rendering process management module and interaction management module.There are three core functions in VV-Ocean:reconstructing vivid virtual ocean scenes,visualizing real data dynamically in real time,imitating and simulating marine lives intuitively.Based on VV-Ocean,we establish a sea-land integration platform which can reproduce drifting and diffusion processes of oil spilling from sea bottom to surface.Environment factors such as ocean current and wind field have been considered in this simulation.On this platform oil spilling process can be abstracted as movements of abundant oil particles.The result shows that oil particles blend with water well and the platform meets the requirement for real-time and interactive rendering.VV-Ocean can be widely used in ocean applications such as demonstrating marine operations,facilitating maritime communications,developing ocean games,reducing marine hazards,forecasting the weather over oceans,serving marine tourism,and so on.Finally,further technological improvements of VV-Ocean are discussed.     

太原盆地地下水资源模拟研究

山西省太原盆地由于地下水长期超采,引发了地下水降落漏斗、地面沉降等环境地质问题。通过GMS建立地下水水流三维数值模型,基于模型预测了现状开采条件下地下水水位的变化趋势,并提出合理利用地下水资源的措施,为地下水资源的优化管理提供科学依据。     

基于神经网络的单元自动机CA及真实和忧化的城市模拟

提出了一种基于神经网络的单元自动机（ＣＡ）。ＣＡ已被越来越多地应用在城市及其它地理现象的模拟中。ＣＡ模拟所碰到的最大问题是如何确定模型的结构和参数。模拟真实的城市涉及到使用许多空间变量和参数。当模型较复杂时，很难确定模型的参数值。本模型的结构较简单，模型的参数能通过对神经网络的训练来自动获取。分析表明，所提出的方法能获得更高的模拟精度，并能大大缩短寻找参数所需要的时间。通过筛选训练数据，本模型还可以进行优化的城市模拟，为城市规划提供参考依据。     

塔里木河流域水资源分析系统开发研究

根据水资源评价工作的基本任务和实际需求,充分利用计算机及地理信息系统技术,研究和探讨了塔里木河流域水资源分析系统(T-WRAS)的功能、结构、数据组织及其实现关键技术。同时介绍了降水量—高程量化模型(PEM)、自调节水量模拟模型(SRWQ)、基于“发展综合指标测度”的协调程度量化方法(DD)等一些模型和方法。该系统可对三源流汇流过程进行分析,对研究区进行数量、质量、开发利用及综合评价,评价结果以图、文、表等多种形式表达。系统的框架、建设思路及相关模型的研究有一定的理论和现实意义。     

盐度对近江牡蛎耗氧率、排氨率、O:N 和吸收率的影响

以半现场流水槽法研究了不同盐度(5、10、15、20、25、30、35)对近江牡蛎(Crassostrea hongkongensis)耗氧率、排氨率、O:N、吸收率的影响,并测定了盐度为20条件下牡蛎耗氧率和排氨率的周日变化.结果表明,近江牡蛎耗氧率、排氨率、O:N先随着盐度的升高而下降,在20左右降到最低,随着盐度继续上升,又升高;而近江牡蛎的吸收率先随着盐度的升高而升高,在20左右达到最高,然后随盐度升高而下降.根据数据得出耗氧率与盐度的拟合方程: y=0.0033x2-0.1161x+1.5523, R2=0.9018;排氨率与盐度:y=0.0001x2-0.0041x+0.0871, R2=0.9889;O:N与盐度:y=0.0016x3-0.0782x2+0.9051x+10.818, R2=0.955;吸收率与盐度: y=-0.0011x2+0.0399x+0.4393.R2=0.9453.一日内,8时、14时、19时、22时4个时间点,近江牡蛎耗氧率和排氨率变化较大,在14时最大,表明该时点其代谢活动最强.     

巴丹吉林沙漠南缘的植物固沙问题

在野外考察的基础上,选择13个典型样地,研究了巴丹吉林沙漠南缘植被组成、群落特征和植被格局。结果表明：调查的样地中有荒漠植物31种,其中灌木12种,多年生草本11种,一二年生草本8种。种群密度3 000—14 000株·hm^-2,优势种在群落中地位显著,群落稳定性较差;植被斑块面积小、最大斑块指数低。沙漠南缘年降水量虽然仅100 mm左右,但有霸王（Zygophyllum xanthoxylon）、红砂（Reaumuria soongarica）和沙蒿（Artemisia desertorum）等灌木和半灌木天然植物群落分布,有白刺（Nitraria tangutorum）和膜果麻黄（Ephedra przewalskii）灌丛沙堆,沙丘上生长着沙拐枣（Calligonum mongolicum）、沙鞭（Psammochloa villosa）等种群生存,且在沙漠延伸带流动沙丘上已成功建立了梭梭（Haloxylon ammodendron）人工固沙植被,表明在巴丹吉林沙漠南缘建立以乡土植物为主的固沙植被是可行的。在未来研究中,应在山水林田湖草沙生命共同体理念下加强从区域尺度上解析水、植被和沙的关系,系统了解生态系统的原真性、完整性和连通性及生态系统稳定性维持等问题,优化生态景观格局,确定生态保护目标和建设规模,同时要加强对乡土植物适应干旱风沙机制和扩繁保育技术研究,以便为区域生态建设和生态保护提供科技支撑。     

地面加热对沙尘暴数值模拟结果的影响研究

利用沙尘数值预报模式并针对2002年3月18—20日典型沙尘暴过程,模拟研究了地面热通量对沙尘暴的影响及其机制。结果发现,沙尘天气数值预报模式较准确地模拟了本次沙尘暴过程。模式对白天地面加热强度和夜间地面冷却强度均有一定程度的高估。地面热通量能够使沙尘暴明显增强,同时也通过导致地面风速、层结稳定度、地面摩擦速度产生明显的日变化,进而导致沙尘暴强度的日变化。地面热通量影响地面风速的方式是导致混合层形成,从而有利于产生高空动量下传。另外,沙尘暴发生时地面热通量主要影响地面和行星边界层中的天气要素,随时间推移地面热通量能够持续影响上升运动强度,且这一影响从边界层逐渐向上扩展到自由大气,并达到500 hPa以上。     

Design of Mooring System for Oil Storage Vessels

The floating oil storage system has been proposed as a new facility for Strategic Petroleum Reserve (SPR) in China. Mooring is one of the key technologies to ensure the safety, reliability, and performance of the oil storage system. This paper describes the concept, analysis, design and reliability of the mooring system. For mooring system design of these oil vessels, analysis is essential of the behavior of the vessel in connection with mooring facilities of nonlinear resilience. A nonlinear mathematical model for analyzing a moored vessel is established and solved. Some results of numerical simulations are presented. Assessment of the safety regarding the mooring system in terms of failure probability is carried out. Another simulation model for calculating the failure probability of the mooring system is proposed. The design parameters that have an influence on the characteristics of the failure probability have been identified. The simulation results show that the mooring system has an annual reliab     

试论地貌学的新进展和趋势

地貌变化有内在的规律,对环境保育、资源利用和自然灾害防治有重要影响。作为交叉学科和地理学的重要分支学科,地貌学具有重要理论价值和实际意义。过去10多年来,随着遥感、地理信息技术和沉积物定年、地球物理和地球化学探测以及数值模拟等新技术和新方法的应用,地貌学家的研究视野和深度不断扩大与加深,在构造地貌、气候地貌和人类活动与地貌过程等传统领域有很多新进展,揭示了不同地貌单元的变化规律和机理,极大地推动了地貌学的发展。在新时代,除了继续加强传统地貌单元的深入研究外,地貌学的发展应与全球环境变化和未来地球等重大科学问题(计划)紧密结合;地貌学家要关心人类活动对地貌过程的影响及适应,并利用新技术开展地貌过程的定量重建和数值模拟。同时加强地理学专业学生的地质学基础学习、发展定量地貌学和行星地貌学、系统开展人类活动对地貌过程的影响和适应研究,是提升中国地貌学水平的途径,也可为推动国际地貌学发展做出贡献。     

沙粒跃移云及Magnus力对床面有效粗糙度的影响

建立了考虑Magnus效应的、吹过平坦沙面的稳定风场中风与跃移沙粒相互耦合的风沙跃移云模型,并通过数值模拟研究了风沙跃移运动对床面粗糙度的影响。结果表明,跃移沙粒对风速的影响类似于床面粗糙度的影响,有效粗糙度随摩阻速度的变化关系可用二次函数表征;Magnus力对有效粗糙度有明显的影响,但这种影响并不改变有效粗糙度与摩阻风速之间的二次函数关系。