基于DEM的南水北调中线水源区水系分维估算

分形理论是现代数学的一个分支,常被用来研究自然界中具有自相似性的复杂地理对象。本文以丹江水库的DEM为数据源,利用ArcGIS 9.3软件提取流域水系,根据集水面积阈值与水系分维的相互关系,将分形理论、GIS技术相结合,用基于网格法的分维估算方法计算了南水北调中线水源区水系分形维数,经计算得出该流域水系分维值为1.253。与传统方法相比,这种方法计算水系分维具有简便、高效等优点。     

低位数线阵CCD高精度非接触尺寸测量

从提高测量精度、增大测量范围、经济、实用的角度出发,本文分析了常用的两种线阵CCD非接触尺寸测量方式存在的问题,提出了\     

地铁盾构隧道洞门钢环圆心坐标的精确测定

给出了测定与计算钢环圆心坐标和半径的方法,按照最小二乘原理进行求解,并根据实际数据进行了验证和分析,实现了地铁盾构隧道洞门钢环圆心坐标的精确测定。     

一种三维凸边界生成算法

给出了一组空间离散点三维凸边界的定义,提出了基于八叉树的空间分块索引方法。在此基础上发展了一种生成三维凸边界的算法,并利用实验对算法进行了验证。     

纹理模型法用于影像纹理分类

在分析分形维和马尔可夫随机场两种主要纹理模型法的基础上,提出了先用马尔可夫随机场方法进行纹理分类,再用分形维方法对那些具有相同马尔可夫随机场模型及参数值相近的纹理影像进行分类的方法。该方法不仅能提供出影像纹理的纹理基元,还能给出影像粗糙性、自相似程度,减少了纳伪误差。     

基于分形分维和数学函数的南流江流域河网信息提取

利用南流江流域30 m分辨率的DEM数据,介绍了Arc GIS中进行河网提取的一系列过程,并利用其图解建模工具,提取南流江流域的不同汇流累积面积的水系河网,实现了提取过程的流程化处理。分别统计河源密度和沟壑密度,并分别计算它们与汇流累积面积的几何函数关系,并对其进行二阶求导,确定其二阶导数关系,得到合适的汇流累积阈值,并借助分形分维理论对河网的分维值进行了验证。利用函数关系和分形分维确定汇流累积面积提取水系河网的方法有效地避免了人工选择汇流累积面积的主观性,提高了研究结果的准确性和可靠性,在知道研究流域河网分维值的前提下,可快速获取准确的汇流累计面积阈值。     

基于相空间重构的西太平洋副高指数的动力随机性与复杂性

基于NCEP/NCAR再分析资料,计算了西太平洋副热带高压脊线指数的逐候时间序列,对该时间序列进行了相空间重构,对相空间重构中最佳嵌入维数和延迟时间的选择进行了分析,画出了相应的伪相图,同时还对副高脊线指数吸引子的关联维数进行了计算,得到副高脊线指数关联维数为3.10±0.05.通过动力参数的计算和重构后相空间递归图的分析,讨论了副高活动的动力随机性和复杂性.分析结果对副高系统复杂性和可预报性的认识以及副高动力模型反演有参考意义.     

砷、镉复合污染土击实特性及微观结构试验研究

重金属污染土不仅破坏环境健康,同时威胁岩土工程安全。通过控制变量法对砷（As）、镉（Cd）单一污染土和复合污染土的土壤化学、土体微观结构和击实特性对比分析,研究了不同重金属污染源、不同重金属浓度对污染土的击实特性影响规律及作用机制。结果表明：单一污染土中,As使土壤扩散双电层变厚,土颗粒呈絮凝状,小孔隙增加,小颗粒含量先增后减,最优含水率升高5.90%,最大干密度降低1.02%;Cd的作用效应截然相反,Cd压缩土壤扩散双电层,土体呈堆积状,小孔隙减少,小颗粒含量减少,最优含水率降低8.03%,最大干密度增加1.00%。Cd对土体击实特性影响大于As。复合污染土中,As、Cd对土体最优含水率的影响呈协同作用,而对最大干密度无明显相互作用关系。污染土宏微观联系桥梁可以通过分形维数与最大干密度建立,二者拟合结果为二次函数关系。研究成果可为重金属污染土环境与工程灾害防控提供关键参数和理论支撑。     

中国西北地区成矿元素区域地球化学特征

以中国西北地区陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆五省(区)322万条区域地球化学数据为数据源,通过统计分析、空间分析、专家分析等手段,编制了地球化学系列图件,建立西北地区地球化学异常谱系。研究中首先统计了各地球化学区中W、Sn、Mo、Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Ni共9种元素的富集程度,并以此为依据对各地球化学区进行排序;分别计算了各地球化学区和亚区W、Sn、Mo、Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Ni等9种元素的异常显著度和综合异常显著度,据此对地球化学区和亚区进行排序。分析结果表明,秦岭地球化学区(Ⅳ-2)和(Ⅳ-2-4)小秦岭地球化学亚区分别为异常显著度最高的地球化学区和亚区,其中在小秦岭地球化学亚区中Mo异常显著度最高,异常规模最大,Au异常显著度次之。     

Relationship between the fractal dimension of orthopyroxene distribution and the temperature in mantle xenoliths

As rock textures reflect the physical conditions and the mechanisms of formation of the rocks, new approaches are used for improving texture analyses, both qualitatively and quantitatively. Pioneer work has recently boosted interest in fractal analysis for quantifying and correlating patterns. Fractal‐like patterns relate to a degree of multiscale organization, and fractal dimensions (FD) and their potential variations can be used to infer the physical conditions of rock formation at various scales of observation. Here, we characterize quantitatively the shape and distribution of orthopyroxene grains in ultramafic xenoliths in terms of FD and their relation with temperature of equilibration. Fractal analysis has been applied to several populations of mantle xenoliths: 7 xenoliths collected in the vicinity of Pico Santa Isabel on Bioko Island, an alkaline basaltic volcano in oceanic domain (Gulf of Guinea, Equatorial Atlantic), 9 samples from Sangilen, in the Agardag alkaline lamprophyre dyke (Russia), and 11 samples form Śnieżnik (Lutynia, Poland), in the continental domain. Fractal analysis has been conducted to characterize the degree of complexity of the petrographic textures: it is indeed known that large values of FD are associated to more complex textures. The correlation here observed between the orthopyroxene fractal dimension and the temperature of equilibration suggests that FD captures a significant textural feature directly related to the temperature (i.e. generated by a temperature‐controlled process). The significant difference in the FD–T correlation observed for the continental and oceanic mantle domains suggests that the mechanical and rheological behaviour is distinct in the oceanic and continental lithospheres. These first promising results should be confirmed by analysing other mantle suites of rocks in different geodynamic settings. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.