长株潭地区建设用地扩张遥感时空特征分析

利用遥感、GIS一体化技术,获取长沙、株洲、湘潭3市(长株潭地区)2000年、2005年和2010年3期陆地卫星图像,提取建设用地扩张及其空间分布信息。运用扩张速度指数和强度指数分别对2000—2010年间10 a变化以及2005年为界的前后两个5 a区域建设用地时序特征进行分析;利用优势度指数分析了区域建设用地扩张的空间趋向性。结果表明:长株潭地区建设用地在不同时期都处于增长的趋势,其中前5 a建设用地扩张速度和强度都要明显高于后5 a。2000—2010年间建设用地面积增加约3.94万hm2,前后2个时期的扩张面积分别占增加总量的57.30%和42.70%。对长株潭地区建设用地扩张进行时空特征分析,认为建设用地扩张引起区域内耕地和林地在数量和空间格局上的变化,城区周围9~12 km范围内耕地极易转入建设用地;2个时期河流附近耕地流入建设用地随距离变化而呈现不同特征;前5 a城区周围林地转入建设用地强度大,距离交通用地3 km附近的林地易转入建设用地。     

应用圆孔柱扩张理论对预制管桩的挤土效应分析

假定预制管桩在沉桩时的挤土过程是一个有初始孔径的圆柱形孔的扩张过程,初始孔径等于管桩的内径,最终孔径等于管桩外径,应用前人提出的圆孔扩张理论对管桩进行弹塑性分析,得到塑性区半径、土体位移等解析表达式,也对实际工程中常遇到的土塞效应对该理论应用的影响进行了讨论,并对某电厂扩建工程中预制管桩施工引起的土体位移进行计算,通过现场监测,验证了上述解析表达式的合理性,得出可以参考该组解析解来预测预制管桩施工的挤土效应的结论。     

北京市住宅用地开发压力与城市扩张预景——基于阻力面的分析

基于城市经济学的一般理论,从市场机制下的供给方视角出发,提出了预测大都市区住房建设区位选择的一个新模型,并利用2005～2009年北京市新增住宅项目的抽样空间数据进行了实证研究,进而应用阻力面模型模拟了北京市未来住宅建设用地开发压力和城市扩张的空间格局。研究表明：北京市的新增住房用地区位选择总体上符合单中心同心圆的基本模型,但正在逐渐向等级制特征下的多中心格局演化,北部、西北部区县的中心城区以及南部新城、新开发区周边更有可能成为潜在的下一轮住宅建设核心区,从而成为城市扩张的重点区域。     

结构性软土中打桩引起的超孔隙水压力

根据结构性土体的变形特征和屈服准则, 建立打桩力学模型。 原状土变形具有典型的应变软化现象, 土体破坏满足摩尔-库仑准则, 用柱孔扩张理论, 分析了超孔隙水压力的分布规律。     

关岭县沙营乡槽子六村一带崩塌（危岩带）特征及防治对策

关岭县北部岗乌永窝大寨6.28特大滑坡碎屑流灾害,造成99人死亡及失踪。通过调查类似地质条件下该地区地质灾害隐患分布情况。以该地区大田小学崩塌为代表分析该类型危岩带形成的原因及形成机理,分析了危岩体稳定性及发展趋势,并运用rockfail软件对滚石运动路径、影响范围、弹跳高度、运动能量做了分析。结合该地区自然条件,提出了相应的防治建议。对该地区类似崩塌（危岩）的防治,有一定的借鉴作用。     

节理岩体结构面产状的动态聚类分析

节理岩体结构面的优势产状是进行Mnote-carlo模拟和岩体稳定性分析的基础。玫瑰花图、等密度图等传统的图形分析方法比较粗糙,其结果只是相对的优势组数划分,无法准确地给出结构面的优势产状,使得分组结果在实际中应用不便。为弥补上述不足,采用改进的动态聚类分析方法,构造空间直角坐标系,以结构面的单位法向量表示其产状,并根据球面上两点之间的球面距离对结构面产状进行分类判定。将该方法应用于三峡库区巴东新县城铜盆溪桥东头高切坡结构面优势产状分析中。结果表明,采用改进动态聚类分析方法结果可靠,分类合理,可以较准确地确定结构面的优势产状。     

基于本质矩阵鲁棒估计的球形全景匹配

针对球形全景的匹配问题,提出了基于本质矩阵鲁棒估计的匹配方法。首先构建了球形全景的投影模型,通过推导球形全景的对极几何关系,得到本质矩阵的估计模型和对极线求解算法,再利用SIFT(scaleinvariantfeaturetransform)算法进行特征提取和匹配,最后采用RANSAC(randomsampleconsensus)算法,以改进的Sampson距离算子设置阈值,对本质矩阵进行鲁棒估计并剔除误匹配。实验结果表明,该方法切实可行,可提高球形全景匹配的精度。     

基于轮廓纵向膨胀的核安全壳裂缝提取算法

针对核安全壳裂缝细微、噪声密集和相似性干扰强的特点,提出了一种基于轮廓纵向膨胀去噪的裂缝提取算法。利用裂缝区别于非目标点群的形态特征——整体连续性,对点群进行纵向膨胀操作,基于轮廓的长度、面积和形心比等形态参数计算裂缝判断置信度,以此滤除大量的噪声和相似性干扰点群。实验证明,该算法能滤除大量噪声和非目标的干扰信息,正确提取裂缝,且具有一定的通用性。     

基于重心-GTWR模型的京津冀城市群城镇扩展格局与驱动力多维解析

城镇用地扩展格局及驱动力研究对城市群发展规划与决策具有重要意义。以京津冀地区为例,基于城镇用地扩展强度指数、城镇用地扩展差异指数、分形维数、土地城镇化率和重心转移模型,多维解析了城市群城镇用地扩展格局特征,并耦合重心转移模型和时空地理加权回归（GTWR）模型构建重心-GTWR模型,在对空间格局进行长时间序列多维度指标分析的基础上,运用该模型依序对其特征进行驱动力解读,进而总结凝练京津冀区域发展的主导模式与城市核心驱动力。主要结论为：① 1990-2015年,京津冀城市群城镇用地扩展强度呈现“下降-上升-下降”的趋势,高峰时期在2005-2010年,在2005年之前高速发展城市集中在北京、天津、保定和廊坊,2005年之后集中在邢台和邯郸;② 城市群城镇用地重心虽呈现出发散态势,但城市之间的局部相互作用力逐渐增强,城镇用地扩展驱动力表现出空间溢出特征;③ 京津冀城市群空间发展模式由以北京和天津为中心的双核发展模式向多核发展模式转变,并出现北部资源运输核心、中部经济发展核心和南部投资发展核心三大功能核心组团,城市群趋向于多核功能协同发展模式;④ 重心-GTWR模型结合了时空非平稳性和城市空间相互作用,将城市群城镇用地扩展作为一个时空变化系统进行分析,经验证,该模型在城镇用地扩展格局驱动力分析研究中具有可行性。     

Spherical Slepian functions and the polar gap in geodesy

The estimation of potential fields such as the gravitational or magnetic potential at the surface of a spherical planet from noisy observations taken at an altitude over an incomplete portion of the globe is a classic example of an ill-posed inverse problem. We show that this potential-field estimation problem has deep-seated connections to Slepian's spatiospectral localization problem which seeks bandlimited spherical functions whose energy is optimally concentrated in some closed portion of the unit sphere. This allows us to formulate an alternative solution to the traditional damped least-squares spherical harmonic approach in geodesy, whereby the source field is now expanded in a truncated Slepian function basis set. We discuss the relative performance of both methods with regard to standard statistical measures such as bias, variance and mean squared error, and pay special attention to the algorithmic efficiency of computing the Slepian functions on the region complementary to the axisymmetric polar gap characteristic of satellite surveys. The ease, speed, and accuracy of our method make the use of spherical Slepian functions in earth and planetary geodesy practical.