Spatial decision support applications based on three-dimensional city models

The basic mathematic models, such as the statistic model, the time-serial model, the spatial dynamic model etc.,and some typical analysis methods based on 3DCM are proposed and discussed. A few typical spatial decision making methods integrating the spatial analysis and the basic mathematical models are also introduced, e.g. visual impact assessment, dispersion of noise immissions, base station plan for wireless communication. In addition, a new idea of expectation of further applications and add-in-value service of 3DCM is promoted. As an example, the sunshine analysis is studied and some helpful conclusions are drawn.     

Parallel Computing of a Variational Data Assimilation Model for GPS／MET Observation Using the Ray-Tracing Method

The Spectral Statistical Interpolation (SSI) analysis system of NCEP is used to assimilate me-teorological data from the Global Positioning Satellite System (GPS/MET) refraction angles with thevariational technique. Verified by radiosonde, including GPS/ME% observations into the analysis makesan overall improvement to the analysis variables of temperature, winds, and water vapor. However, thevariational model with the ray-tracing method is quite expensive for numerical weather prediction andclimate research. For example, about 4 000 GPS/MET refraction a;~gles need to be assimilated to producean ideal global analysis. Just one iteration of minimization will take more than 24 hours CPU time onthe NCEP‘s Cray C90 computer. Although efforts have been taken to reduce the computational cost, it isstill prohibitive for operational data assimilation. In this paper, a parallel version of the three-dimensional variational data assimilation model of GPS/MET occultation measurement suitable for massive parallelprocessors architectures is developed. The divide-and-conquer strategy is used to achieve parallelism and isimplemented by message passing. The authors present the principles for the code‘s design and examine theperformance on the state-of-the-art parallel computers in China. The results show that this parallel modelscales favorably as the number of processors is increased. With the Memory-IO technique implemented bythe author, the wall clock time per iteration used for assimilating 1420 refraction angles is reduced from45 s to 12 s using 1420 processors. This suggests that the new parallelized code has the potential to beuseful in numerical weather prediction (NWP) and climate studies.     

一种基于多项式外推的局部透射边界位移解(外行波为非平面波情形)

一般情况下,通过人工边界向外透射的波动常为非平面波。对于近场非平面波在人工边界上的透射问题,不能采用简单的平面波透射方法。本文针对近场非平面波在人工边界上的透射特点,分析了非平面波沿人工边界法向视波速的变化规律及其近场失稳机制,推导了适合近场非平面波的、人工边界点位移解的不等步距线性外推公式。     

泛协克里金的对偶形式

针对最一般的泛协克里金,借助矩阵分析方法表述出了它的对偶形式,并用空间自伴算子和空间共轭空间的观点给对偶克里金的实质作出了解释．借助对偶克金的结果,把泛协克里金的估计结果表成线性插值形式,从而请楚地显示出泛协克里格估计的插值和外推性质．     

青海果洛龙洼金矿床矿化元素组合特征及找矿意义

青海果洛龙洼金矿床位于东昆仑造山带东段沟里地区,具有多元素共生特征,这些共生元素不仅具有综合利用价值,也是重要的找矿指示元素。文章依据工作中系统采集的81件样品的11种元素(Au、Hg、V、Mo、Ni、Cu、As、Co、Ag、W、Pb)测试数据,进行了元素的相关分析、聚类分析和因子分析,并分块段将各因子得分与矿体Au品位进行了对比研究,结合矿区地质情况进行了解译。结果表明,主成矿元素Au与Ag、Pb、Cu、Mo显著正相关,与Hg、W、As弱正相关。伴生元素中As与Hg、Pb与Ag为强正相关,Pb与Cu、Cu与Ag、W与Mo为正相关,Ni、Co与V元素呈弱正相关。因子分析结果显示,11种元素可分为四个因子组Au-Cu-Ag-Pb(F1)、W-Mo(F2)、Hg-As(F3)和Ni-Co-V(F4)。F1因子为中温多金属硫化物元素组合,在矿床主成矿阶段形成,该因子得分情况在矿区西部区域与矿体Au品位变化规律完全一致,因此,Au-Cu-Ag-Pb组合异常对矿区西部区域找矿具有指示意义。F2因子属高温岩浆热液元素组合,该因子上Au有一定载荷,推测矿区华力西-印支期花岗闪长岩对Au成矿具有重要意义。F3为低温热液元素组合,矿区自西往东分段统计结果显示,该因子得分变化情况与矿体Au品位变化规律具一致性,可运用As-Hg组合异常进行成矿预测。F4因子与地层中的基性火山组分有关,与其它元素具有不同的地球化学演化过程。因子得分统计结果显示,矿区中部是与Au相关多元素富集中心,该区段为多种成矿因素复合叠加的中心,应加强该处的勘查工作。     

基于地质统计学的地震反演冲积扇相研究——以新疆C油藏为例

新疆C油藏属于开发早期区块,井资料少、井距较大,采用地震反演等数据进行沉积相研究,可提高研究精度。采用约束稀疏脉冲反演和地质统计学反演两种方法进行地震反演研究,前者受到地震分辨率的限制,纵向上分辨率不能够满足研究需求;而后者可提高反演纵向上的分辨率。本文采用地质统计学反演的储层厚度分布图进行沉积相分析,得到沉积相平面展布图,并总结了沉积相模式,解决了勘探阶段沉积相难以描述等问题,并取得了较好的效果。     

基于地统计学方法的降水空间插值研究

为了实现离散降水数据到连续降水数据的插值,以内蒙古自治区多年(1950～2000年)平均降水量为例,讨论了不同空间插值方法的优劣,发现基于地统计方法的Kriging插值具有最佳的插值效果.进一步对比Ordinary Kriging和CoKriging插值方法的4种不同的半变异函数模型,结果表明利用指数半变异函数的CiKriging插值方法具有最小的预测误差.地统计方法对于预测降水具有重要的价值,而不同的地区具有各自适合的模型,理解该方法的数学原理和操作过程,对相关研究具有借鉴意义.     

地质统计学反演在四川盆地L地区储层预测中的应用

地质统计学反演基于地质统计学方法,综合利用地震、测井数据和地质认识,对储层的空间分布特征进行模拟,预测储层分布规律。通过四川盆地L地区气田开发实践,总结出以地质统计学反演为核心,且适用于四川盆地须家河组非均质构造～岩性复合式气藏的反演路线,在叠后约束稀疏脉冲确定性反演的基础上,由阻抗数据作为约束条件进行储层参数随机模拟,进而进行有利储层预测。结果表明,该方法具有测井数据的垂向分辨率高和地震数据的横向分辨率高的优势,对于识别非均质砂泥岩薄互型储层效果较好。     

咸阳北部煤矿采空区地质灾害成因分析

陕西省咸阳地区北部五县（长武县、彬县、旬邑、永寿、淳化）现有煤矿20余个,随着煤矿的开采和地下采空区的扩大,带来一系列次生地质灾害,严重威胁着当地居民生命财产安全。主要的地质灾害类型为：地面塌陷、地裂缝、滑坡、崩塌4种。分析了该地区地质灾害成因,在Jacob假定条件下推导出该地区计算灾害的数学模型,得出咸阳北五县煤矿地质灾害的3个控制要素为骨架弹性释水率、含水层厚度和地下水头降深,且其中地下水头降深是唯一可变因素,也是地质灾害控制的主要因素;另外可通过地下水位利用数学模型预测该地区地质灾害的发生与发展。     

变形对非饱和土渗透系数影响规律模拟研究

渗透系数是非饱和土渗流分析中最重要的参数。本文以概率、统计理论为基础,结合流体力学的基本方程,建立了一个能够考虑孔隙结构影响的饱和土渗透系数计算模型,而后结合Mualeum(1976)的相对渗透系数模型以及Assouline(2006)提出并验证的孔隙结构参数随变形的变化规律,模拟了变形对非饱和土渗透系数的影响,通过和试验数据以及已有的模型对比。