自定位手持式三维激光扫描仪精度测试与分析

三维激光扫描技术是一种高精度高效率的测绘新技术,在逆向工程、三维可视化、虚拟现实等领域被广泛使用。手持式三维激光扫描仪是三维激光扫描仪的一种,其便携性和高精度的特点使其在文物考古、医学等领域具有独特的优势。但在应用过程中,实际获取的扫描数据精度往往会受到仪器自身、扫描目标及外界环境的影响。本文对手持式三维激光扫描仪的误差来源进行了分类,并针对各个误差来源进行分析,然后以EXAscan手持式三维激光扫描仪为例,设计了相应的试验方案并对其精度进行了测试与分析。     

台风眼壁及周围螺旋云带云属性垂直分布研究

选取2006—2010年间CloudSat监测到热带气旋中心的7个案例,利用CloudSat和其它A-Train卫星的反演数据,主要分析了台风眼壁及周围螺旋云带的云微物理属性的垂直分布并给出了初步的概念模型。结果表明,云中冰水分布在5 km以上高度。冰粒子等效半径随云高度增加呈减小趋势,大值区主要分布在5~10 km高度,7个热带气旋的最大值为171.7~226.6 μm;冰粒子数浓度随云高度增加呈增大趋势,大值区分布在13 km以上高度,7个热带气旋的最大值为550~2 148 个/l;冰水含量随云高度增加呈先增后减的趋势,大值区分布在8~15 km高度,7个热带气旋的最大值为986.0~4 009.0 mg/m3。云中液态水分布在0.5~9.0 km高度。液态水粒子等效半径大值区分布在3~9 km高度,7个热带气旋的最大值为19.1~29.4 μm;液态水粒子数浓度大值区分布在6 km以下高度,7个热带气旋的最大值为93~117 个/l;液态水含量大值区分布在5 km左右高度,7个热带气旋的最大值为659.0~2 029.0 mg/m3。台风或超强台风阶段,云体最大高度存在于台风眼壁,眼壁云高可达17~18 km;近地表降水率、冰水柱含量的高峰值大多存在于台风眼壁区域,其中眼壁区域的近地表降水率可超过20.0 mm/h,冰水柱含量可超过9.1 kg/m2。7个热带气旋的垂直降水率和液态水柱含量值分别小于11.3 mm/h和2.7 kg/m2。      

基于星载激光测高估计南极冰盖高程变化

利用NSIDC公布的ICESat运行期间的19个任务期的观测数据, 采用重复轨迹分析方法估计近年来南极冰盖高程的时空变化。结果表明,南极大陆冰盖整体上呈现消融趋势,基于不同的GIA模型和ICESat激光测高数据的南极大陆冰盖高程变化的趋势约为 -1.17~-1 cm/a。     

鄂尔多斯盆地渭北地区长3致密砂岩沉积微相与储层非均质性

在对岩心、测井、分析化验等资料综合分析的基础上,结合区域地质背景与地震砂体预测,对鄂尔多斯盆地渭北地区长3油组沉积微相特征及其与致密砂岩储层非均质性的关系进行了研究。研究表明:该区沉积微相以纵向多期叠加、平面快速变化的浅水辫状河三角洲前缘水下分流河道微相为主。叠加河道砂体厚度在8~23.5m之间,各单期河道砂体厚度差异较大;在工区东、西部河道规模差异大,顺河道方向河道宽窄快速变化。叠加河道砂体的物性、含油性非均质性强,受单期河道规模影响较大。单期厚度较大的河道砂体中下部物性、含油性整体较好,单期厚度较小的河道砂体受钙质胶结和泥砾影响,物性、含油性整体较差。平面上,水下分流河道展布控制了物性、含油性分布,水下分流河道越宽,砂体规模越大,单期河道砂体越发育,物性、含油性越好,平面非均质性越弱。      

二氧化氯对煤储层物性改变的机理研究

二氧化氯在作为煤储层压裂破胶剂的同时,兼具降低煤的亲甲烷能力和化学增透作用。查明二氧化氯对煤储层物性改变的内在机理,对深部煤储层改造摒弃传统活性水改用高粘压裂液有重要意义。通过对二氧化氯改性前后的不同变质程度煤样的压汞和Raman光谱测试,对比分析了煤样改性前后的孔隙结构和化学结构的变化特征。测试结果表明:煤样改性后孔隙度和孔容不同程度增加,比表面积降低;改性后煤的脂肪链的支链化程度和芳香环的缩合程度均降低,煤结构单元缺陷增加,芳碳总量相对减少。可见,煤储层物性改变的机理在于煤孔隙结构及其大分子结构发生了相应变化。      

Nature Geoscience:南极冰盖对大规模远震的响应

正2014年8月10日,美国佐治亚理工学院地球与大气科学学院研究小组在Nature Geoscience上发表题为"2010年智利马乌莱地震引发南极冰震"的最新研究成果率先证实南极大陆对大规模远震的响应作用。尽管地震事件在南极并不罕见,南极地区因每小时经历数百次微地震而导致冰层变形,但在2010年3月南极冰盖发生的冰震超乎寻常,其同远在3000英里之外的智利所发生的8.8级大地震之间的关联性令科学     

植被复介电常数的测量与模型构建

目标的复介电常数是影响微波辐射和散射特性的重要因素.在植被定量化的应用研究中,建立植被具体物理参数与复介电常数之间关系的植被介电特性研究是微波遥感技术发展的基础工作.本研究选择我国黑河生态水文遥感试验的重点研究区域张掖市进行了6大类植被样本的采集,并结合矢量网络分析仪E8362B,利用同轴线探针法在0.2～20 GHz范围内对样本进行了复介电常数的测量,其中重点针对玉米叶,建立了微波传感器常用频点下其重量含水量与其复介电常数实部和虚部之间的经验模型.最后利用河北省怀来县采集的实测数据对建立的经验模型和经典的Debye-Cole模型进行了验证和对比.结果表明,该经验模型在精度上优于传统的Debye-Cole模型,并且具有良好的实用性.     

汶川地震剪切滑动面微-纳米级颗粒的特征、形成机制及地震意义

在2008年汶川5.12大地震同震主地表破裂带—北川-映秀破裂带中,多处断层滑动面上可见到具有强烈变形特征的薄层断层泥.在地表垂直位移量较大的西南段和东北段,选取八角庙、和尚坪和沙坝探槽中的断层泥为研究对象,利用立体镜和扫描电镜对断层泥的组构特征和Y剪切面上的微-纳米级颗粒进行形态和结构研究.观测研究结果显示,汶川5.12大地震的同震断层泥发育有明显的Y和R剪切和平直擦痕.断层滑动摩擦面磨损、研磨、粉末化则是汶川同震断层泥中微-纳米级颗粒形成的主要途径.地震断层滑动会产生摩擦热,但并不排除热分解在断层泥滑动面上纳米粒子形成过程中的重要作用.断层摩擦滑动面上普遍存有微-纳米单体及其复合体两类颗粒,微-纳米颗粒形态有球状、蚕虫状、饼状和块状等.其主要结构是散布状和堆积状结构,但也有少量条带状和层状结构,而结构单元之间常有空隙,显现松散接触.在条带状和层状结构中,仅有异化的单体颗粒,而在散布状和堆积状结构中除了主要是由单体颗粒异化形成的蚕虫状,块状和圆饼状形态的复体颗粒外,还有未变形的单体球状颗粒.Y剪切面上微-纳米颗粒的散布状、堆积状、条带状和层状结构都是在相同的地震快速变形过程中极端不平衡条件下形成的.条带状和层状结构是塑性变形,而散布状和堆积状则是脆性变形,不连续的动态摩擦(断层粘滑)是松散结构形成的主要机制.汶川地震同震断层滑动面微-纳米级颗粒的结构是地震断层滑动留下的地质形迹(不是假玄武玻璃),是地震断层滑动的记录,它可作为判定古地震断层的一种标准.     

一种激光收敛测量方法及其精度评估

结合传统收敛测量和全站仪测量两种测量方法的优势,提出了一种新的收敛测量方法。传统收敛测量方法存在着操作要求高,施工干扰多,不易长期监测等缺点;全站仪测量方法由于采用间接测量策略,测点间的距离需要进行解算,施测精度较低。新方法延用了全站仪测量方法所采用的激光测距技术,同时也延用了传统收敛测量方法采用的直接测量距离策略。借助于目前市场上成熟的激光测距产品,研制和加工了新方法所需的测量装置。它由5个部分组成,依次为激光测距仪、测距仪底座、测量基点连杆、连接套筒、测量基座。按照一定的实施步骤,在程潮铁矿采空区的地面隧道进行了测量精度在现场工程环境下的试验评估。试验结果表明,新方法的成本低廉、操作简捷、稳定性好,施测精度可达到0.7 mm,有利于收敛监测在地下工程建设过程中的普及应用。     

渤海湾盆地古近纪海侵问题研究进展及展望

有关渤海湾盆地古近纪是否发生过海侵的问题争论了二十多年,至今尚无定论。尽管“海侵”论者提供了矿物学、岩石学、古生态学以及地球化学等多种标志,但是因为这些标志与标准海相标志比较,都有一定差别,而且至今没有发现确实可靠的海侵通道和明显的海相性递增现象,所以又出现了“海泛”论、“海啸”论和“陆相”论。几种观点长期并存,笔者认为要解决这一问题,可以从四方面入手①深入研究渤海湾盆地的构造背景,推断海侵通道存在的可能性;②进一步厘定已有的海相标志的准确性;③寻求新的、唯一的能区分海陆相成因的证据;④搜集国外在相关层位有类似沉积的地区,进行对比研究,并探索其成因。