A laboratory study on capillary sealing efficiency of Iranian shale and anhydrite caprocks

Caprock has the most important role in the long term safety of formation gas storage. The caprocks trap fluid accumulated beneath, contribute to lateral migration of this fluid and impede its upward migration. The rapid upward passage of invasive plumes due to buoyancy pressure is prevented by capillary pressure within these seal rocks. In the present study, two main seal rocks, from the Zagros basin in the southwest of Iran, a shale core sample of Asmari formation and an anhydrite core sample of Gachsaran formation, were provided. Absolute permeabilities of shale and anhydrite cores, considering the Klinkenberg effect, were measured as 6.09 × 10⁻¹⁸ and 0.89 × 10⁻¹⁸ m², respectively. Capillary sealing efficiency of the cores was investigated using gas breakthrough experiments. To do so, two distinct techniques including step by step and residual capillary pressure approaches were performed, using carbon dioxide, nitrogen and methane gases at temperatures of 70 and 90 °C, under confining pressures in the range 24.13–37.92 MPa. In the first technique, it was found that capillary breakthrough pressure of the cores varies in the range from 2.76 to 34.34 MPa. Moreover, the measurements indicated that after capillary breakthrough, gas effective permeabilities lie in range 1.85 × 10⁻²¹ – 1.66 × 10⁻¹⁹ m². In the second technique, the minimum capillary displacement pressure of shale varied from 0.66 to 1.45 MPa with the maximum effective permeability around 7.76 × 10⁻²¹ – 6.69 × 10⁻²⁰ m². The results indicate that anhydrite caprock of the Gachsaran formation provides proper capillary sealing efficacy, suitable for long term storage of the injected CO₂ plumes, due to its higher capillary breakthrough pressure and lower gas effective permeability.     

站式全景遥感影像展示方法与应用技术研究

虚拟漫游技术已成功应用到社会各个领域,传统漫游技术如VRML(Virtual Reality Modeling Language)、Quick Time、PTGui(Panorama Tools)等存在集成难度大、建模时间长、投入成本高等问题。本文基于全景相机以及Pano2vr、Dynamic-Photo HDR、Photoshop等软硬件环境,研发搭建了一整套旅游景区全景影像采集与展示平台。该平台具有良好的沉浸性、多视角浏览、实现方法简单、搭建快速等优点,为旅游景点、酒店、历史文化名胜等场景的360度实景展示提供了有效地工程化解决途径。     

多种激光扫描系统在数字城市中综合应用研究探索

该文以多种类型的激光扫描系统为研究对象,综合利用激光扫描系统在不同尺度下获取的数据,展示城市各个方面的部件特征,探索出基于四层结构（地形数据层、街区数据层、室内数据层和实体数据层）的数字城市三维建模解决方案,为多种激光扫描系统在数字城市综合应用提供研究方向。     

基于空间圆模型的隧道全局中轴线提取方法

隧道中轴线不仅能够检核隧道竣工测量,而且在隧道变形监测中其精度直接影响横断面提取的准确性。本文提出一种精确提取隧道全局中轴线的方法:首先将隧道三维点云投影至水平面形成平面点云,并采用Delaunay三角网算法获取点云边界;其次利用点云边界中转折点间的距离与隧道直径的关系提取出隧道边界线;然后依据隧道边界和中心的几何关系提取出水平中轴线,并以此提取隧道横断面;最后对隧道横断面进行空间圆模型拟合生成隧道中轴线。通过实验分析,本文方法能够适应于长距离、弯曲型隧道,为隧道中轴线提取研究提供借鉴依据。     

工业相机在历史航片数字化中的应用

航空摄影胶片作为历史档案的一种,详细地记录了城市规模、设施等地貌信息变迁。因胶片材质保质期有限,有必要将其进行数字化永久保存。传统的扫描手段效率过低,随着一亿及以上像素的工业级别相机的诞生,使得拍照代替扫描成为可能。本文采用自行制作高精度大幅面胶片翻拍仪,通过精确校检获取准确改正参数,并结合计算机后处理,完成了昆明市2期约8500张历史航空摄影胶片的数字化试验,成果各项指标均符合要求,达到了项目预期目的。     

三维激光点云和无人机倾斜模型的融合应用

在对建筑物进行三维实景数据采集时,地面三维激光扫描和无人机倾斜摄影测量是常用的技术手段,通过两种手段获取的数据类型不同,对空间的展示效果及精度也存在差异,特别是在获取建筑物顶部和近地部分的数据各有优劣势,将无人机获取的建筑物顶部数据和地面三维激光扫描获取的近地部分数据进行处理,通过空间多个同名公共点进行转换、匹配,将点云和模型两种数据融合。本文以一个古城门为例进行数据采集,介绍了外业测量和内业处理的方法,并对融合精度进行了分析、探讨。     

单线激光雷达扫描的矿车装载量核算方法

面向露天矿山生产对于矿车装载量核算的需求,本文提出了一种利用单线激光雷达扫描的矿车装载量自动核算方法。该方法首先采用固定式单线激光雷达对目标车辆进行俯视扫描,基于车辆形态特征分割出载荷物顶部点云;然后经时态校正,并与预先构建的车辆信息数据库进行匹配,重建出载荷物的三维表面模型;最后通过对载荷物表面模型的切片积分实现方量核算。以齐大山铁矿运输为例,对多台矿车装载量进行核算测试。结果表明,本文方法可在车辆正常行驶的情况下实时获取载荷物的表面三维点云,平均建模误差为2.54 cm,装载方量核算误差为1.17%。     

基于点云投影线探测的高墩位姿自动检测方法

针对目前超高桥墩垂直度检测方法存在危险系数较高、精度难以保证或自动化程度与工作效率较低的情况,本文提出一种基于三维激光扫描技术的点云数据超高桥墩位姿自动检测方法。该方法首先将海量墩面点云双向分层;然后依条件选择分层文件探测点云投影线并划分桥墩面缓冲区;最后根据缓冲区自动提取墩面点云并进行位姿检测。本文以某山区高速桥梁高墩位姿检测为例进行试验,试验结果,表明该方法具有无接触测量、高自动化、高工作效率及检测范围全面的优势。     

三维激光扫描技术点云数据采集与配准研究

点云数据采集与配准的精度决定了建筑物三维建模的精度。围绕建筑物点云数据采集与配准的精度问题,分别采用基于标靶的模式、基于形状匹配的模式和基于测站后视的模式进行建筑物表面点云数据的采集与配准处理,并从配准精度、特征点、特征边3个方面进行了对比分析。结果表明,基于形状匹配的模式的精度较低,其他两种模式克服了"同名点"的问题,在配准精度上有明显优势;而在数据采集与配准整体效率方面,基于测站后视的模式优于其他两种模式。     

全景深度图像精度分析及优化方法研究

针对三维激光点云数据生成360°全景深度图像存在像素分辨率不均匀的问题,提出一种顾及目标量测精度及可见度的全景深度图像生成方法,在保证全景影像表达地物的完整性的前提下提高其数据的存取精度。通过坐标转换和投影变换生成与全景影像匹配的全景深度图像;基于摄影成像原理分析摄影中心高度、深度值和像素分辨率之间的关系,得到不同深度处目标分辨率随摄影中心升高趋于一致的结论;综合分析地面目标分辨率和杆状目标尤其是树冠对树干的遮挡问题,确定特定场景下生成全景深度图像的最佳摄影中心位置并重新生成深度图像。实验分析表明,该方法能够在保证杆目标可见度的前提下提高地面目标量测精度。