抗差估计在测量粗差处理中的应用

在测量数据处理时,经典的最小二乘估计方法对数据的粗差敏感度非常高,抗差效果较差.针对这个问题,学界提出了抗差估计的概念.本文对一种广义极大似然估计方法进行了简单介绍,通过一个算例对最小二乘和抗差估计两种方法所得结果进行了比较.结果证明,比较数据在存在粗差时,以广义极大似然估计为代表的抗差技术具有较明显的优势.     

长春市城市扩展与土地利用效率研究

基于四期遥感影像数据(TM、ETM、WFV2)对城市建成区进行调查,研究1990年以来长春市的扩展情况,并结合统计年鉴资料,对长春市城市土地利用效率进行研究。结果表明:1990—2013年长春市建成区的面积持续增加,除东北方向之外,其他方向扩展明显;长春市的发展方式以外部扩张与内部填充发展交替进行,并且城市建成区形状简单,土地利用受城市规划影响较大,城市向着有序的方向发展,有利于城市土地利用效率的提高;1990—2012年城市土地利用效率虽有波动,但整体呈上升趋势。     

人工配制生活垃圾强度特性的超大型直接剪切试验

将生活垃圾分为易降解材料、难降解材料和不可压缩的固体材料3大类,其比例为50%、15%、35%。在环境土工实验室,人工配制该比例的垃圾,采用超大型直接剪切试验仪器,进行了生活垃圾强度特性及抗剪强度参数的研究。研究表明,生活垃圾的强度与压缩时间和剪应变有关,且符合库仑定律,得到了初始孔隙比为2.9的生活垃圾在不同压缩时间及不同剪应变下的抗剪强度参数,黏聚力为9.69~15.64kPa,内摩擦角为18.73~35.53。     

浅谈供水工程镇墩设计

镇墩是供水工程中一个重要的水工建筑物,运行中镇墩一旦出问题,将造成非常严重的后果。镇墩的设计不仅要完成抗滑,抗倾覆、地基应力等的验算,而且还要对其结构的合理性进行必要的论证。根据某供水工程输水管线设计,分析镇墩计算的公式以及镇墩体形的优化设计,提出通过 EXCEL的宏进行反复循环迭代计算,在所有计算参数满足规范要求的前提下得出最小的镇墩体形的方法。     

基于半参数模型的海洋深度数据滤波

在传统海洋深度数据滤波的趋势面模型基础上,考虑到海底地形的变化的复杂性,对于那些海底地形变化较大,尤其是呈波浪形变化的海底地形,通常多项式模型不能对海底地形进行较好的拟合,存在有较大的模型误差。由于半参数模型可以较好地将参数值与模型误差进行分离,因此在趋势面模型的基础上引入非参数分量来表示趋势面模型中的模型误差,将常规的趋势面模型转化为半参数趋势面模型。并为了使所建立的模型具有抗差性,进一步引入半参数抗差趋势面模型,对于含有大量异常值的测深数据能够进行有效的滤波。     

长期静水浸泡对三峡库区滑带土物理-化学-力学性质的影响

三峡水库蓄水使得库岸大量土体长期处于浸泡状态,导致土体软化从而诱发滑坡失稳。为研究长期浸泡对滑坡土体物理-化学-力学性质的影响,以马家沟滑坡原状滑带土为对象开展了浸泡软化试验,通过比较不同浸泡时间滑带土的粒度分布、界限含水率、化学与矿物成分、剪切特性等特征,探讨了滑带土浸泡软化机理。研究结果表明:浸泡过程中滑带土中Ca2+、Mg2+等离子流失较多,但矿物成分无变化;浸泡后滑带土出现阶段性粒度细化现象,液塑限和塑性指数均随黏粒含量增加而增大;随着浸泡时间增加,滑带土应力应变关系在低法向应力下由强软化型变为弱软化型,在高法向应力下由软化型变为硬化型;滑带土抗剪强度参数随着浸泡时间增加呈指数形式降低,黏聚力c降低程度大于内摩擦角φ。研究成果可以为水库滑坡稳定性评价提供理论依据。      

原位激发微生物成矿加固钙质砂的剪切与压缩特性研究

钙质砂广泛分布于热带海岸地区,其抗剪强度较低,在较高应力条件下极易破碎。因此,对以钙质砂为主要原料的地基材料进行加固,是海洋岩土工程领域的研究热点。基于尿素水解过程的碳酸钙成矿技术（MICP）是近年来地基材料加固领域的一项新技术。目前广泛使用的生物强化法实现MICP存在成本昂贵及环境适应性差等问题,制约了其大规模工程应用。研究采用原位生物激发MICP法对钙质砂进行加固,并对加固后试样开展直剪和一维压缩试验。结果表明：原位生物激发MICP方法可以在钙质砂中形成有效胶结,胶结水平最大可达6.26%。采用高浓度胶结溶液或增加注射次数可提高胶结水平。同时,加固后钙质砂的最大应力比、最大剪胀角以及残余内摩擦角均随胶结水平增加而显著增大,但竖向应力水平增大会抑制这些力学指标的增大。随胶结水平升高,试样压缩性显著减小;压缩后的原位激发MICP加固钙质砂中,细颗粒与粗颗粒的比例均随胶结水平的增加而增大。     

典型煤炭矿区生态健康遥感诊断

煤炭资源是我国重要的一次性能源,科学监测与评估矿区生态健康,对于维持经济发展与生态健康的平衡至关重要。本文选取位于山西省的3处典型煤炭矿区,基于2001—2021年的Landsat遥感数据,利用目视解译方法对露天矿区进行了多年用地类型演变格局分析;并分别对3处典型矿区的绿度、湿度、干度、热度进行了估算,应用知识粒度熵的权重计算方法,综合构建了矿区遥感生态指数(RSEI),完成了矿区生态健康多年遥感诊断。结果表明,两处露天矿区呈现边开采边复垦的生产模式,各有半数的研究年份RESI区域均值达到0.5以上;地下矿区的开采工作基本不造成地上扰动,其2001年以来的生态健康状况较为稳定,RSEI均值在0.7上下浮动;3处矿区2021年的RSEI均值分别为0.53、0.48、0.70。本文改进了传统的遥感生态指数构建方法,为煤炭矿区的长时序生态监测与遥感诊断提供了科学支撑。     

基于生态敏感性的区域环境时空变化及其驱动因素探究——以定安县为例

生态敏感性是分析区域生态环境稳定性的主要方法之一,其评价结果对于区域生态保护和决策制定具有重要意义。本文以定安县为研究区域,从土壤侵蚀、生境、地形、水资源4个方面选取了9个敏感指标构建生态敏感性评价体系,结合层次分析法(AHP)和熵权法进行组合赋权,分析2013和2021年两个时期生态敏感性时空分布与变化,以及空间集聚性、生态敏感性区域变化,并利用地理探测器分析其主要驱动因素。结果表明：2013—2021年,定安县生态敏感性均是南高北低的分布格局,且整体生态敏感性程度呈下降趋势;生态敏感性空间集聚效应显著,但随着时间推移,空间聚集性降低,高值聚集区和低值聚集区均有收缩的趋势;生态敏感区转移主要发生在中敏感区和高敏感区,变化等级以一级递增、递减为主;土地利用和植被覆盖度较其他敏感指标对生态敏感性的驱动力较大,且随着时间推移,土地利用与植被覆盖度对生态敏感性的驱动力呈主导作用趋势。     

GNSS-A水下定位的动态非线性Gauss-Helmert模型及其抗差总体卡尔曼滤波算法

GNSS-声学组合式观测是确定海底控制点位置的重要手段,但会受到声速不确定性、海面平台定位偏差等误差因素的干扰,而基于误差传播定律的常规方法对各类误差的处理策略使得海底点坐标解算不准确。针对这一问题,本文将声速测距误差非时变项设为待解参数,在水下观测方程的系数矩阵中讨论声速测距误差时变项与换能器位置误差的影响,构建了GNSS-声学水下定位的动态非线性高斯-赫尔默特(Gauss-Helmert, GH)模型,并推导了该模型的总体卡尔曼滤波解。在此基础上,进一步考虑扩展后的观测信息受到粗差污染的情况,给出了模型的抗差处理方法及解算步骤。最后分别通过仿真试验和胶州湾海域实测试验进行了验证,试验结果表明,在不同深度或不同换能器位置误差大小的无粗差设定下,本文方法解算精度及稳定性较常规方法均更高;当观测信息含有粗差时,模型的抗差滤波算法能更准确地识别及定位异常信息,其三维点位精度明显更优,解算效果达到最佳。