空间数据计算模式分析与应用

随着传感器和其他数据采集技术的不断进步以及对地观测网络的建设和启动,空间数据的高性能处理和分析成为摆在地学工作者面前的瓶颈。本文以此为出发点,按照不同地学领域(陆地、大气、海洋)的空间数据载体的形态的不同,将空间数据划分为反映固态基质信息的陆地空间数据,反映液态基质信息的陆地水文空间数据,反映液态基质信息的海洋流体空间数据和反映气态基质信息的大气流体空间数据四类,并对每类数据的最小单元问题进行了初步的分析。本文详细阐述了地学空间计算的涵义,并根据计算行为模式及计算的侧重点的不同,将地学计算过程分为深度计算过程与主动计算过程(即“数据→特征→知识”的一般计算过程),并就此进行了阐释。以基于特征的遥感信息提取和目标识别工作为例,对上述理论进行了说明和验证。最后对空间数据计算模式相关问题进行了总结,并对以后的研究做了展望。     

藏东巴青县北部酉西岩组构造片理形成及构造意义

西藏巴青县以北酉西岩组主要由石英构造片岩、钠长石英构造片岩、白云母石英构造片岩组成,构造片理为近水平韧性剪切作用产物。宏观上构造片理构成了宽缓的背形、向形褶皱构造,构造片理上广布一期透入性拉伸线理,将构造片理展平,分布在透入性片理上的线理具明显优选方位,方向为280~100°。根据微观构造分析,韧性剪切指向为自西向东运动,构造片岩内发育多硅白云母。多硅白云母电子探针分析结果认为其形成环境为低温高压蓝片岩相,变质温度确定为320~500℃、压力0·6~1·1GPa。多硅白云母40Ar/39Ar测年结果为(230±1)Ma,为中三叠世末期。酉西岩组构造片理(韧性剪切作用)与查吾拉—吉塘印支期构造岩浆带形成密切相关。     

一种新型双磙子FPS隔振系统的动力学模型

本文基于多体动力学理论建立了一种新型双磙子FPS(Friction Pendu lum System)隔振系统动力学模型。在对该系统进行运动学分析的基础上,可将它归结为一个单自由度系统。应用非惯性系中质点系相对动能定理的微分形式可推导出该系统的运动微分方程,它是一个非线性方程。在小角位移的情形下,可近似得到相应的无阻尼线性系统的固有频率,它与观测结果吻合。这一双磙子FPS隔振系统的动力学方程的建立有助于对该系统动力学行为的研究,对方程的直接求解可提高仿真设计中正问题计算的效率,为设计包含该系统的半主动控制奠定了基础。     

Winkler地基梁在温度场中受简谐激励的主共振分析

研究W inkler地基梁在温度场中受简谐激励作用的主共振问题。应用弹性理论和Galerk in方法建立W inkler地基梁在温度场中受简谐激励作用的非线性动力方程。应用非线性振动的多尺度法,求得系统主共振的近似解。分析不同参数对主共振响应曲线的影响。     

考虑土-结构相互作用双层柱面网壳在多点输入下的地震反应分析

目前对于网壳结构的地震反应研究大部分仍然采用一致输入,特别是没有考虑土-结构相互作用对网壳结构的影响。本文通过对大型有限元分析软件MSC.Nastran的二次开发,用等效线性化方法考虑土体的非线性,对土体采用三维实体单元建模,并对土体在基岩面上采用地震动的多点输入,计算分析了大跨度双层柱面网壳的动力反应,并且与一致地震动输入下网壳结构的地震反应进行了对比,考察了两者之间的差异,深入分析了考虑土-结构相互作用下,双层柱面网壳结构在多点输入和一致输入下的地震反应规律,并得出了一些重要结论。     

Winkler地基梁在温度场中受简谐激励的1/3次亚谐共振分析

研究W inkler地基梁在温度场中受简谐激励作用的1/3次亚谐共振问题。应用弹性理论和Galerk in方法建立W inkler地基梁在温度场中受简谐激励作用的非线性动力方程,根据非线性振动的多尺度法求得系统满足1/3次亚谐共振情况的一次近似解,并对其进行数值计算,分析了温度、调谐值、激励、阻尼、地基刚度等参数对系统的影响。     

储层结构控制下的开发响应特征初探--以双河油田为例

储层结构体现在层次性和拼合性2个方面.双河油田含油层段在地质层次上划分为10级:地层段、油层组、小层、单层、单砂体、成因砂体、成因增量、层系组、层系和纹层,体现了各级次的地质作用.拼合性体现为储层由不同的要素相互镶嵌叠置而成,其中较重要的是结构要素的规模及其空间匹配.基于储层的这种层次性和拼合性,形成了相应的储层剖面和平面预测模型,在区内划分出4类剖面模型样式和6类平面模型样式.不同的模型样式体现了不同的内部结构特征,而这种结构特征影响注水开发过程中的流体流动,进而形成不同的剩余油气分布样式.     

基于改进U-Net的建筑物集群识别研究

针对U-Net在高分影像建筑物提取中部分建筑物边缘特征易模糊或丢失的问题,提出一种对高分影像建筑物边缘增强,同时对U-Net部分卷积过程进行改进的优化的建筑物提取方法.首先利用域变化递归滤波的方式对建筑物边缘进行增强,将增强后影像输入U-Net神经网络中进行训练;其次为充分利用建筑物在高分影像上丰富的细节特征,尝试在原...     

1980—2018年黄河上游气候变化及其对生态植被和径流量的影响

黄河上游是黄河流域最重要的水源涵养地和产流区,对黄河流域的水资源安全、生态环境和粮食安全有决定性的意义。近年来在西北地区气候暖湿化的背景下,黄河上游气候生态水文等问题受到了各方的高度关注。本文利用卫星遥感数据、格点融合数据和水文监测数据,分析了黄河上游气候的多尺度变化特征及其对植被和径流量的影响。结果表明：1）1980-2018年黄河上游暖湿化趋势呈现全区域较一致的气候特征,温度增加率为0.023℃/a,降水增加率为1.09 mm/a,但同时又存在明显的区域差异性,湟水流域至甘肃中部降水增加最显著,宁蒙荒漠地带增温趋势最明显,2000年以来整个黄河上游降水明显增加。2000年后汇流区与流径区的蒸散发明显增加,但源头区南部波动减少。2）当前的暖湿化有利于黄河上游植被生长,1999年以来汇流区和源头区部分区域的植被增加率达到0.04/（10 a）;从长期趋势看,源头区、汇流区植被指数与上年降水呈显著正相关关系,而流径区植被指数与当年降水相关性显著;降水对黄河上游流域植被具有明显的改善作用,而温度对其影响较复杂,各区域不同的植被类型是导致降水、温度、蒸散影响存在差异的可能原因。3）1980-2018年唐乃亥站和兰州站的年径流量均呈减少趋势,但1998年以来两站的年径流量明显增加,兰州站年径流量的增加率是唐乃亥站的近3倍。长期趋势表明,唐乃亥站年径流量与当年降水呈显著正相关关系,兰州站年径流量与当年降水、蒸散的相关系数均明显低于唐乃亥站;从年际波动看,降水是决定年径流量的最主要影响因子,而生态植被、冻土退化、水储量变化及社会活动等因素对径流量的影响也不容忽视。该研究为科学应对黄河上游生态保护及实现黄河流域高质量发展提供了参考依据。     

基于全球及区域气候模式的江苏省降水变化趋势预估

利用气象观测资料,8个全球耦合气候系统模式的集合平均以及区域气候模式(RegCM4)的结果,通过方差分析、相关分析、趋势分析、扰动法等方法对模式性能进行了评估,并对江苏省在未来RCP8.5高端排放情景下降水的变化趋势进行了预估。结果表明,在RCP8.5情景下,至2020、2030和2050年,全球模式模拟的江苏省年平均降水在未来有逐渐增加的趋势,线性增加率约为7 mm/(10 a)。至2050年,江苏省年平均降水量将增加2%左右;区域模式模拟的年平均降水在未来线性增加率为1.5 mm/(10 a),变化不显著。区域模式模拟的夏季降水在未来有所增加,最多可增加20%～30%,但增幅随时间逐渐减小;全球模式模拟的夏季降水比现在有所减少,至2050年,减少了大约10%。区域模式模拟的冬季降水在未来不同时间段均比现在有所减少,同现在相比,最多可减少30%～40%;而全球模式模拟的冬季降水在未来则是先减少,后增加,至2050年,比现在大约增加10%。对于不同季节,总体而言,南部地区降水量的变化较北部地区显著。对于极端降水事件来说,江苏省未来小雨日数将减少,而暴雨日数则微弱增加。但由于全球模式本身的性能、区域模式对全球模式的依赖性以及温室气体排放的不确定性使上述预估结果仍具有不确定性。