中国地震台网初至P波区域三维走时表的建立

基于LLNL-G3Dv3全球P波三维速度模型,应用FMM软件包计算并建立了中国地震台网990个台站的初至P波区域三维走时表．该走时表覆盖了以台站为中心的水平向20°×20°、 垂直向-5.1—80 km （向下为正）的三维空间. 其水平向间隔为0.2°,垂直向间隔为5 km．这样对于任一深度小于80 km的震源,均可以应用此三维走时表计算其到周围10°范围内台站的走时．中国地震台网初至P波区域三维走时表的建立,对于改善区域初至P波走时预测,提高地震定位精度有一定现实意义．     

关于地球化学数据处理方法的讨论-以大兴安岭喜桂图地区1/20万区域地球化学数据为例

针对地球化学数据中存在的离群数据点在地球化学图面上出现的等量线畸变或“牛眼点”现象,本文使用多种数据网格化插值方法和参数对比以消除“公牛眼”现象,结果表明,克里格、径向基本函数、改进的谢别德、最小曲率、移动平均等方法均不能较好地消除该现象。各种网格化算法编制的地球化学等量线图和交叉验证结果证明,以改进的指数距离幂倒数加权网格化方法效果最好,并且网格参数选择中以取样间距为网格间距,以2.5倍网格间距为搜索半径和幂指数因子的网格化参数既能消除等量线畸变现象,又能对原始数据进行较接近的表达。上述各种地球化学数据网格化插值方法的对比及结果可为地球化学数据处理中遇到同类问题提供信息。     

青藏高原巴颜喀拉地块构造形变特征的数值模拟

1997年以来发生在青藏高原主体的一系列强震均围绕巴颜喀拉地块周缘断裂带分布。在现今GPS观测的约束下,利用弹塑性平面应力有限元模型,模拟分析了巴颜喀拉地块在周缘断裂带控制下的构造形变特征。结果表明,弹性模型不能解释现今利用GPS观测到的巴颜喀拉地块的构造形变特征,当昆仑山断裂带中段和玉树—鲜水河断裂带处于塑性屈服状态（有较大相对滑动）时,计算得到的速度场与GPS的观测值吻合较好,表明该区现今的地壳运动主要被这2条断裂的变形所吸收。进一步的模拟分析发现,如果依据断裂带上强震的复发周期给定各个断裂带的相对塑性屈服强度,则在玉树—鲜水河断裂带和东昆仑断裂带中段进入塑性屈服之后,玛尔盖茶卡—若拉岗日断裂带玛尼段和黑石北湖断裂带会先后进入破裂滑动状态,东昆仑断裂带东段和龙门山断裂带南段最后进入屈服状态,指示巴颜喀拉地块的整体运动在周缘断裂带控制下具有分段性和分期性。     

相位式地面三维激光雷达实验室检校

目的 建立了地面三维激光雷达系统误差的基本模型和参考模型,推导了平差模型。综合物理意义和经验的系统误差,利用实验室检校场,对相位式地面三维激光雷达FARO Focus3D进行了检校实验。实验得到了FARO Focus3D的系统误差改进模型,并验证了其有效性。     

严密定位模型辅助的国产卫星影像匹配

目的 针对不同传感器下的国产卫星影像特点,提出了一种基于严密定位模型的影像匹配方法。在现有方法的基础上,改进扫描行迭代搜索法,实现同名点的快速预测。在全球SRTM 数据的辅助下,建立了近似核线方程。通过局部畸变改正,消除了匹配窗口的几何与辐射变形。引入多片最小二乘匹配(MPGC)算法,对匹配结果进行精化,并剔除误匹配点。综合运用了小面元几何纠正法与基于控制网的匹配生长算法,提高了匹配点的匹配精度与分布均匀性。利用天绘一号、资源一号02C、资源三号卫星影像进行试验,结果表明所提出的方法能够较好地结合国产卫星影像特点,实现多传感器下多轨道影像的全自动联合匹配,获得高精度的同名点观测值。     

顾及用户体验的三维城市模型自适应组织方法

传统基于“图层付象”的组织方法,没有考虑三维城市模型的不同内容以及不同细节层次的粒度差异,导致在网络环境下的传输效率低,难以满足多用户并发访问的流畅可视化。深入分析了大范围漫游与小范围聚焦的用户体验特点,通过元数据统筹管理和对象离散化,即时响应用户请求,减少无效数据传输,保证了多用户并发环境下的高效调度和浏览。针对模型LoI)和分解的对象,设计了结构统一的对象ID,隐式存储关联关系并支持分布式模型存储管理。以分布式数据库MongoDB为平台进行实验,验证了本文方法的可行性和有效性。     

马尼希基海底高原重力均衡及其构造意义研究

采用三维导纳分析技术,联合海底地形和重力异常数据,对马尼希基海底高原重力均衡状况进行了分析研究,并结合地震学等研究成果,分析其构造意义。马尼希基海底高原海底地形与重力异常相干性在长波部分(大于100 km)相对较小,说明高原地壳底部存在低密度异常,并且,根据Airy均衡分析,这种低密度异常并非完全由洋壳对海底地形的均衡调整引起,推测高原地壳底部存在由岩装“板垫作用”(crustal under-plating)形成的低密度异常体,即“底部载荷”。马尼希基海底高原短波海底地形符合Airy均衡,据此分析获得高原地区洋壳厚度为22. 7 km,与地震研究结果一致。岩石圈挠曲均衡分析表明,马尼希基海底高原岩石圈有效弹性厚度为2.5-5.5 km,较优拟合值为3.5km,可能意味着高原形成时岩石圈年龄较小。根据顾及底部载荷的挠曲均衡模型进行分析,定量计算了底部载荷规模,约为地形载荷的30%,其体积约为9.3 X 105km3,平均深度为18 km,是整个高原洋壳的重要组成部分,表明洋壳底部板垫作用在马尼希基海底高原形成和演化过程中产生过重要影响。     

联合GOCE轨道和梯度数据反演地球重力场模型

基于Fortran语言编写了一套恢复重力场模型的软件系统实现GOCE卫星。基于傅里叶展开式设计了一种重力梯度的滤波方法。分别对GOCE PKI轨道数据和引力梯度数据进行了反演计算,恢复了几个重力场模型。结果显示,GOCE轨道的反演能力约在120阶次以内;两极空白对梯度数据反演计算的影响大于轨道数据。联合2009-11-02一2010-O1-10共70 d的GOCE轨道数据和重力梯度数据恢复了一个200阶次的地球重力场模SWJTU2013GO,通过内外符合精度评定,判定了该模型的整体精度略低于ICGEM公布的同类型模型GO_CONS_GCF_2_TIM_R3.     

黄土高原表土花粉与植被覆盖度定量模型的建立及应用

黄土高原是一个气候变化敏感区,亦是一个生态环境脆弱区,更是我国人口-资源-环境矛盾最为集中的区域之一。因此,构建适合于黄土高原表土花粉与植被覆盖度定量模型对了解过去植被覆盖度的演变以及人与环境之间的关系具有重要意义。本工作基于黄土高原443个表土花粉数据和2000~2015年的归一化植被指数（NDVI）,采用逐步回归法（Stepwise）、增长回归树法（BRT）、局部加权加权平均法（LWWA）、加权平均偏最小二乘法（WA-PLS）和最佳类比法（MAT）,结合植被覆盖度（FVC）和年均降水量（MAP）、年均气温（Tann）、1月月均温（T1）、7月月均温（T7）、有效湿度（MAP/ET0）这5个气象要素数据,构建表土花粉与植被覆盖度定量模型;通过普通检验、留一交叉检验（LOO）、自助法检验（Bootstrap）和检验空间自相关性的h-block检验方法对定量模型进行检验,进而筛选出最优模型;最后,利用31个全新世地层花粉数据重建黄土高原过去植被覆盖度,探讨其变化特征。结果表明：1）FVC、MAP、T1、T7和MAP/ET0是黄土高原环境变化的5个重要因子,其中,FVC的第一排序轴特征值/第二排序轴特征值（λ1/λ2）最大（0.47）,单一解释变量最高（8.75）,其与花粉组合的相关性最强（0.66）,可用于构建表土花粉与植被覆盖度定量模型;2）采用Stepwise、BRT、LWWA、WA-PLS和MAT这5种方法分别建立表土花粉-植被覆盖度定量模型,根据观测值与预测值的决定系数（R²）、最大偏差（Max.bias）和预测均方根误差（REMSP）评估构建的模型,结果显示BRT模型表现更优,可用于黄土高原过去植被覆盖度的定量重建;3）全新世FVC重建结果显示,早、中全新世黄土高原FVC较高,其中7.0 cal.ka B.P.时达到峰值（平均值为0.68）;但自4.0 cal.ka B.P.开始,植被覆盖度下降,特别是3.0~2.0 cal.ka B.P.下降明显,平均值低于0.30。通过与研究区内其他气候指标和人类活动强度指标的对比,认为早、中全新世黄土高原植被覆盖度的变化主要受自然气候变化的影响,而晚全新世以来FVC的减少可能更多地与人类活动强度增加有关。

     

末次冰盛期与全新世青藏高原松属植被分布及其演变

史前人类与其生存环境,特别是与植被之间的相互作用一直是人们关注的焦点。气候变化与人类活动对植被覆盖格局的塑造均有重要影响,厘清植被分布及其植被变化背后的气候或人为因素,有助于更好地认识人类活动对植被环境的影响程度与范围。本研究对青藏高原松属（Pinus spp.）植被适生区分布动态历史进行了物种分布模型模拟,并结合环境考古学、古生态学等多学科方法,探究青藏高原松属植被分布变化历史及其驱动因素。结果表明,基于最大熵（MaxEnt）算法并结合R语言包ENMeval来优化参数设置的模型性能表现良好且稳健,较为准确模拟松属在青藏高原地区不同时期的适生区分布动态。高原上松属适生区在末次冰盛期（LGM）分布最小,仅在东缘的河谷局地;在全新世早、中期分布达到最大值,到全新世晚期部分区域分布缩小,高原东北部高度适生区向2500 m a. s. l.上下的低海拔谷地收缩,整体上与高原气候变化趋势大体一致。结合化石花粉、木炭等证据表明,全新世中晚期以前,人类对高原松属植被影响总体尚不显著;进入全新世晚期,农业技术的进步促使高原东北部人口快速增加,高原上现已发现的古遗址也高度集中在此。结合多项考古证据表明,人类对松属为代表的林木资源规模化开发行为开始显著干扰了当地植被,人类对松属等针叶林木材资源的利用可能是该地区树种向阔叶林树种演替的重要驱动因素之一。