基于SDOG-ESSG的地球系统元胞自动机框架及其应用试验

元胞自动机结构简单且具备模拟复杂系统的能力,已被广泛应用于大气、流体力学、地球物理等领域。然而,现有元胞自动机以欧氏空间为约束进行地球系统过程模拟,忽略了地球重力等天然约束,导致计算过程中元胞状态的传递方向与真实运动的趋势方向不相符,一定程度上扭曲了最终的模拟结果。本文提出了地球系统元胞自动机这一概念,并从元胞表达及构建、邻居模型等方面设计了基于SDOG-ESSG格网的地球系统元胞自动机框架。由于演化规则取决于不同的应用,因此本文进一步以地壳的热传递为例,通过对热力学方程离散化设计了相应的演化规则。最后,借助公开的数据源开展了地壳热传递元胞自动机模拟的初步试验,并与一定区域下的数值模拟结果展开了比对。试验表明,与数值模拟方法相比,本文方法的模拟结果相对误差控制在27%以内,具备一定程度的可行性,可作为地球系统过程模拟的一种新思路。     

地震资料观测系统定义软件的研究与开发

地震资料处理过程中,观测系统的定义是不可或缺的关键步骤之一。在实际工作中通过对地震勘探观测系统定义的需求研究,使用Visual C++2010IDE结合Qt自主开发了一套针对陆上与海上通用的观测系统定义软件,该软件支持跨平台运行,提供了灵活多样的布设模式、直观的图形显示、面元网格划分和质量控制方式,在实际工区的使用过程中具备很强的实用性和可扩展性。     

基于网格密度控制的全国崩塌滑坡泥石流编图

本文是一篇关于全国崩塌滑坡泥石流分布图编制方法探索的论文。基于全国崩塌滑坡泥石流数据库,根据图面承载能力,用不同灾害类型之间数量比例和网格密度共同控制的方法,筛选出代表整体发育分布规律的崩塌滑坡泥石流隐患点;用点状符号表达崩塌滑坡泥石流隐患点空间分布特征,线状符号表达崩塌滑坡泥石流时间分布特征,面状普染色表达崩塌滑坡泥石流发育数量分级特征;结合人们正常视觉感受,建立均衡的构图,选用协调美观的色彩,合理处置图上点、线、面各图层之间的冲突以及图层内部分级关系,编制集科学与艺术为一体的全国崩塌滑坡泥石流分布图。     

盾构隧道点云典型要素分割

针对盾构隧道点云及其几何特征构建八叉树索引,使用体素化网格降采样进行点云降采样,利用统计特征滤波器达到精简点云,继而实现典型要素自动分割。结合点云精简算法,提高了随机抽样一致性(RANSAC)算法效率,通过拟合模型的几何特征,设置合理阈值,自动分割隧道典型要素。实验结果表明,该方法可以精确地分割出相邻距离阈值较小的盾构隧道典型要素,拟合的隧道半径与设计半径误差仅为3 mm;相比传统RANSAC算法,该算法运行速度提高了17倍,实现了相邻距离阈值达1.0 cm精度的目标分割。     

Kelvin-Voigt黏弹性介质井孔声场有限差分数值模拟与波形特征

岩石介质具有黏滞性,黏弹性介质模型相对于弹性介质模型更为接近岩石介质的真实情况。根据Kelvin-Voigt黏弹性单元体模型本构关系,推导了柱坐标系下各向同性黏弹性介质时间域交错网格有限差分方程,进行了黏弹性介质井孔声场的数值模拟。模拟结果表明：品质因子和声源中心频率对黏弹性介质中的井内外声场均有影响：井外声场和井内声场的衰减均随品质因子的增大而减小,井外声波和井内反射波振幅随之增大;井外声场的衰减随声源中心频率的增大而减小,井外声波振幅随之增大,井内声场的衰减随声源中心频率的增大而增大,井内反射波振幅随之减小。     

基于智能网格产品的广西行业气象服务集约化系统的设计与实现

依据广西公众气象服务产品、行业气象服务产品精细化、集约化及智能化业务发展需求,基于智能网格产品及CIMISS基础数据平台,实现气象数据的汇聚、分发、共享及存储。依托J2EE、GIS及分布式技术,对现有的电力气象、旅游气象、交通气象等业务系统进行整合,构建基于B/S与C/S混合架构的广西行业气象服务集约化系统,形成基于广域网络、上下一体、统筹集约的气象服务业务系统布局,为公众、行业用户提供更精细、更实时的预报、实况和预警信息产品。     

EC细网格2 m气温产品在山东地区预报性能检验

利用2016年EC细网格模式2 m气温预报产品,分析了模式对山东地区最高气温和最低气温的预报性能,结果表明：(1)模式最高气温预报：年平均误差有两个正值中心,一是泰山山区附近,预报偏高6℃以上,另一个在青岛胶州湾西侧,平均偏高0.5～1.5℃。海岸线以内5～10 km偏低。最低气温方面：36.5°N以北偏高为主,以南偏低为主。(2)两个最高气温正误差中心有一定的季节变化,早春和晚秋时节强度弱于其他时间。鲁西地区正误差带在6—9月份消失,转为弱的负误差区,而4—5月最高。(3)最高气温预报准确率,冬半年优于夏半年;最低气温夏半年好于冬半年。依据模式误差特点,给出了气温主观订正参考值,订正后最高气温和最低气温预报准确率分别提高了4%～34%和2%～16%。(4)转折性天气时,最高气温预报：夏季的最高气温预报和回暖过程预报易偏低,冬季冷空气过程预报易偏高4℃,且降温幅度越大,偏高越明显。     

基于CUDA的高阶旋转交错网格有限差分法的弹性波正演模拟

应用高阶旋转交错网格的有限差分法,求解了基于一阶的速度-应力弹性波方程,推导了时间二阶精度空间2M阶精度的高阶有限差分离散格式.为了提高弹性波正演模拟效率,论文探讨了常规的CPU串行计算、基于GPU平台的节点并行计算、基于GPU平台的分量、节点同时并行的3种正演模拟计算模式,给出了不同算法的流程示意图.通过对比3种算法的耗时及后两种算法的加速比,可清晰判定,基于GPU平台的节点并行算法较CPU平台的串行算法有明显加速,最大加速比可达到60倍,而基于分量、节点同时并行算法的最大加速比最大可到180左右,加速效果更为明显.最后应用Marmousi模型的15000次时间步迭代的正演计算,基于分量、节点GPU并行算法大约是节点并行计算耗时的1/3,说明了该并行设计能有效提高弹性波正演模拟的效率,节约计算耗时.     

SIG中空间信息可视化与互操作实现研究

在介绍SIG示范验证平台总体架构的基础上,提出了WMS服务实体在该架构下的有效布局、层次结构、服务模型、工作流程等;并介绍了利用开源软件MapServer构建这类WMS服务实体的关键技术.通过WMS服务实体在SIG示范验证平台中的应用实例与效率分析,表明该实现途径与技术是切实可行的.     

数字工程的概念及其发展现状研究

本文从为克服传统信息系统的信息孤岛现象出发介绍了数字工程的概念,较全面地介绍了国内外数字工程发展应用的现状,分析了其技术发展趋势。