X形冻结管温度场变化规律研究

为解决现有冻结管单管冻结能力不强致使增加循环冷媒介质用量和施工耗电的问题,可将传统圆形截面设计成异形截面。对X形截面冻结管作一简单介绍,运用有限元软件对X形截面冻结管单管冻结时的温度场变化规律进行研究,同时与圆形、方形、工字形、T形和Y形冻结管单管冻结时的温度场进行对比分析,主要得出结论为：虽然X形等异形冻结管为非圆形截面,但其冻土帷幕温度也是以冻结管为圆心呈同心圆分布,离冻结管越近温度越低;冻结20天时,X形冻结管-10 ℃圆形冻土帷幕半径发展到200 mm,冻结30天时发展到240 mm,冻结40天时达到约300 mm;与圆形冻结管相比,异形冻结管在保证冻结效果的基础上可大大减少施工耗电量,经济效益显著。     

基于潜在语义信息的城市功能区识别————广州市浮动车GPS时空数据挖掘

随着中国城市化进程的不断推进和深入,城市内部空间结构正发生不断的变化.城市内部形成的不同功能区标识研究,对城市结构理论以及政策制定,资源配置等方面具有非常重要的意义.这些不同的功能区包括住宅区,工业区,教育区以及办公区等.本文以大数据为依托,重点研究城市功能区的特点和分布状态,选取广州市6个区为样本,以最新道路网络为分割依据把研究样本分为439个区域.对历时一周的海量浮动车(GPS)数据以及兴趣点数据采用时空语义挖掘方法,建立潜在的狄利克雷模型(LDA)以及狄利克雷多项式回归模型(DMR);通过OPTICS聚类方法对不同模型的结果进行聚类,进而利用POI类别密度,居民出行特征等方法进行分区结果识别.同时,参考百度地图的地理信息,将研究得到的广州市功能分区结果与广州市城镇用地现状图,居民日常出行特征进行对比验证分析.研究表明,该方法基本能识别出具明显特征的城市功能区,如成熟居住区,科教文化区,商业娱乐区,开发区等.识别出的广州市不同类型的功能区呈现了以居住区和商业区为主导,其他类型功能区围绕其展开的特点.研究证明,利用大规模,高质量的个体时空数据开展人们移动行为和日常活动组织及社会空间的研究,能从一个新的视角揭示城市功能区的形成及其机制.     

四川江油马角坝刺林包剖面二叠-三叠系间粘土岩研究

二叠-三叠纪之交华南地区普遍发育火山成因的粘土岩,其对于了解二叠纪末大规模火山活动及扬子板块碎屑物质来源具有重要意义。本文对扬子西缘马角坝刺林包剖面飞仙关组底部粘土岩进行了碎屑锆石U-Pb定年及原位Hf同位素测试、X衍射和全岩地球化学分析,以揭示粘土岩的岩石成分及物源信息。镜下特征、X衍射及主量元素特征表明岩石中粘土矿物主要为伊利石,含少量方解石、石英。碎屑锆石年龄显示,特征峰值年龄主要集中在2 615~2 383、1 868~1 328、1 186~778和430~246 Ma,并出现~250 Ma特征高峰,结合原位Hf同位素特征表明锆石与秦岭造山带、华南典型PTB剖面粘土岩及峨眉山大火成岩省具有较高的相似性。同时,通过微量、稀土元素分析发现粘土岩中Zr、Hf、Th、Cr、Co、Ti相对富集,与华南典型PTB粘土岩和峨眉山玄武岩相近,并结合构造背景及锆石特征,综合认为刺林包剖面PTB粘土岩来自于秦岭造山带及龙门山岛链局部剥蚀区、二叠纪末火山活动和峨眉山大火成岩省剥蚀岩体。     

辽西地区北票组烃源岩生物标志化合物特征的差异性

北票组是辽西地区重要的一套煤系地层,被认为是该区油气勘探的重要目的层.坤头营子剖面和卧龙剖面是该区较为有代表性的北票组地层剖面,对于研究北票组的沉积环境、有机质来源等具有重要意义.采用气相色谱-质谱（GC-MS）等技术对2个剖面的烃源岩样品进行了分析测试,结果显示两组样品表现出不同的地球化学特征.坤头营子剖面的烃源岩样品抽提物正构烷烃的质量色谱图均为单峰态,主峰碳数以C₁₉为主,姥鲛烷/植烷比值（Pr/Ph）在3.0~4.0之间;甾烷系列中以C₂₉甾烷为优势,C₂₃三环萜烷含量相对较低,伽马蜡烷指数低（平均0.08）.取自卧龙剖面的样品质量色谱图大部分呈现双峰态,Pr/Ph值低;甾烷系列中C₂₇占优势,萜烷系列中C₂₃三环萜烷含量高,具有较高的伽马蜡烷含量（平均0.23）,且各项生标成熟度参数均已达到异构平衡化阶段.结合样品的全岩分析显微组分分析结果,认为两者主要差异可能是剖面附近的侵入岩造成,北票组烃源岩有机质具有陆源高等植物和低等水生生物双重来源,以陆源高等植物为主.     

基于高分二号卫星数据的煤矿区地质灾害信息提取研究

随着遥感数据获取技术和能力的全面提高,遥感数据呈现出明显的大数据特征。发展适应于遥感大数据的智能分析和信息挖掘技术,成为当前遥感技术研究的前沿。高分二号（GF-2）卫星数据是我国首颗自主研发的亚米级高分辨率卫星数据,具有观测幅宽、重访周期短、高辐射精度、高定位精度等优势,为未来我国地质灾害的长期、动态地监测和研究提供了高精度、稳定可靠的数据源。本文选取安徽谢桥煤矿2015年1月8日的GF-2卫星影像为研究数据,在对煤矿区主要地质灾害遥感地学分析的基础上,采用面向对象的影像分析方法对研究区由采煤活动所诱发的地质灾害信息进行自动提取。结果表明：利用GF-2卫星数据能够有效地识别地质灾害体的位置、范围、形态等空间分布特征;面向对象的自动提取方法对于煤矿区大面积的积水塌陷盆地、小规模的塌陷坑和线性的地裂缝都有很高的提取精度,识别精度达90% 以上;基于逐层剔除的思路构建的提取规则,为GF-2数据在地质灾害调查和大数据分析中的应用提供了很好的技术支持,也为其它地物目标的提取提供了参考,但在特征的选择和阈值的设定上需要具体分析。     

面向矿产资源信息的空间关联性分析

关联性分析是综合多源、多类数据,发现和挖掘数据中潜在的相关关系,提取和挖掘数据之间的关联性。该方法对于充分利用地质大数据、发现地质要素之间的共生组合规律具有重要的意义。本文首先基于数据的空间位置,将不同类型的地质空间数据建立联系,形成空间属性数据库;其次应用统计方法,对不同来源数据中的属性特征进行分析,发现热液型金矿的形成与火山作用存在明显相关性;最后基于Apriori算法提取热液型金矿的伴生矿与侵入岩的频繁项集,发现伴生矿与侵入岩酸碱性二者密切相关。因此,在今后的工作中,有望应用空间关联性的方法对地球物理、地球化学、遥感等多源地质数据开展深入的研究分析。     

全球数据库数据研究的初步进展

人类已进入大数据和人工智能时代,其成果已惠及千家万户。然而,大数据和人工智能技术在科学研究领域的应用却相形见绌,还未真正得到重视。大数据和人工智能是一种方法,一种思路,它不同于传统的科学研究方法和思路。在科学研究中,什么是大数据研究呢?符合大数据3个技术取向的是大数据研究,采用全数据模式的是大数据研究,从数据出发的是大数据研究。文中介绍了我们利用全球数据库数据厘定的玄武岩、安山岩、大陆边缘弧玄武岩(CAB)构造环境判别图,其中安山岩判别图填补了学术界的空白。玄武岩(MORB、OIB、IAB)判别图也不同于学术界早先熟知的判别图,是根据元素之间的相关关系厘定的。文中还讨论了大数据研究带来的一些可能很有意义的科学问题。如:1.在判别图研究中发现了许多效果较好的图解,主要依赖的是主元素、过渡元素和金属元素之间的关系,上述关系有什么意义,为什么会起到判别的作用?2.数据挖掘发现,全球大洋中脊中酸性岩极度匮乏,是否说明上地幔严重缺水?3.研究发现,中新世是全球岩浆活动最发育的时期,这一时期全球还出现了许多重大地质事件,二者之间是否存在关联?4.中新世全球埃达克岩最发育,按照埃达克岩的出露,发现从青藏高原到喀尔巴阡可能存在一个巨型的欧亚高原;5.根据对新生代苦橄岩全球时空分布研究,提出了一个如何认识全球热点问题等。文中还提出了下一步研究的建议并强调指出,科学已经进入大数据和人工智能时代,在大数据和人工智能时代,科学划分的标准发生了变化:凡是能够用数据化表述的学科才称之为科学,而不能用数据化表述的学科就不是科学,看来,能否被数据化是科学与非科学的分水岭。在大数据和人工智能时代,地质学和矿床学遭遇了空前的危机。按照我们的预测,在可以预见的未来,地球物理学将远超地质学,空间科学将异军突起,而在地质学领域内地球化学一花独放的局面还将维系很长一段时间。文中最后还探讨了今后找矿靠什么的问题,认为物化探和钻探测试技术的进步非常重要,同时,发展人工智能技术也已迫在眉睫。     

山东省优质地下水资源评价研究

地下水是水资源的重要组成部分,山东省作为我国的北方大省,近年来随着人口的增长和经济发展,地下水环境问题日渐突出,表现为水质型缺水和水源型缺水两方面。本文以山东省地下水为研究对象,对全省富水地段及已建水源地逐一进行水质评价及开采潜力评价研究,结果显示:山东省优质水占49.53%,主要分布在鲁中南山区和鲁东低山丘陵区,新圈定的优质地下水富水地段及有开采潜力水源地共计88处,优质地下水允许开采量184.095×10~4m^3/d,可满足一千余万居民生活用水需求。应急情况下富水地段(水源地)允许开采量为434.299×10~4m^3/d,应急开采潜力为279.295×10~4m^3/d,可解决两千余万人生活用水困难。     

Semantic and syntactic interoperability in online processing of big Earth observation data

ABSTRACT

The challenge of enabling syntactic and semantic interoperability for comprehensive and reproducible online processing of big Earth observation (EO) data is still unsolved. Supporting both types of interoperability is one of the requirements to efficiently extract valuable information from the large amount of available multi-temporal gridded data sets. The proposed system wraps world models, (semantic interoperability) into OGC Web Processing Services (syntactic interoperability) for semantic online analyses. World models describe spatio-temporal entities and their relationships in a formal way. The proposed system serves as enabler for (1) technical interoperability using a standardised interface to be used by all types of clients and (2) allowing experts from different domains to develop complex analyses together as collaborative effort. Users are connecting the world models online to the data, which are maintained in a centralised storage as 3D spatio-temporal data cubes. It allows also non-experts to extract valuable information from EO data because data management, low-level interactions or specific software issues can be ignored. We discuss the concept of the proposed system, provide a technical implementation example and describe three use cases for extracting changes from EO images and demonstrate the usability also for non-EO, gridded, multi-temporal data sets (CORINE land cover).     

The Digital Belt and Road program in support of regional sustainability

The Belt and Road initiative has a significant focus on infrastructure, trade, and economic development across a vast region, and it also provides significant opportunities for sustainable development. The combined pressure of climate variability, intensified use of resources, and the fragility of ecosystems make it very challenging, however, to achieve future sustainability. To develop the path in a sustainable way, it is important to have a comprehensive understanding of these issues across nations and evaluate them in a scientific and well-informed approach. In this context, the Digital Belt and Road (DBAR) program was initiated as an international venture to share expertise, knowledge, technologies, and data to demonstrate the role of Earth observation science and technology and big Earth data applications to support large-scale development. In this paper, we identify pressing challenges, present the research priorities and foci of the DBAR program, and propose solutions where big Earth data can make significant contributions. This paper calls for further joint actions and collaboration to build a digital silk road in support of sustainable development at national, regional and global levels.