地球空间信息科学在湖南国土资源可持续发展中的应用前景雏议

可持续发展是跨世纪多学科综合的重大学科领域,而地球空间信息科学是空间信息科学发展的重要成果。本文在阐述了地球空间信息科学的特点及发展现状,国土资源可持续发展的内涵和特点之后,简要探讨了地球空间信息科学在湖南国土资源可持续发展中的应用前景。     

基于新型单相MICP技术改性黏性土力学特性的试验研究

微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)是一种绿色低碳的新型土体改性技术.该技术当前主要适用于渗透性较好的砂土,普遍使用两相处理方法,即菌液和胶结液分开施用.然而,对于渗透性相对较差的黏性土,传统的两相处理方法难以适用.为此,引入新的单相胶结方法,即菌液和胶结液混合施用,通过调节溶液的初始pH值为细菌水解作用提供窗口期,避免微生物絮凝阻塞孔隙,使混合液均匀分布于土体一定深度范围内,从而达到显著提升胶结效果的目的.利用喷洒法将混合液喷洒至土体表层进行MICP处理,处理完成后使用超微型贯入仪SMP-1测试土体表层不同深度处的结构强度,分析土体力学特性的空间差异,对土体的胶结效果进行定量评价.此外,探究了胶结液浓度(0.2M、0.5M和1.0M)及胶结方法(调节pH与否)对于土体结构强度及MICP改性效果的影响.结果表明:采用单相MICP技术对黏性土进行改性,能够显著提高其结构强度,具有较好的适用性;在不高于1.0 M的胶结液浓度范围内,黏性土的胶结效果随着胶结液浓度增加而提升;相比较而言,调节pH的单相胶结方法对于提升土体胶结的深度和均匀性有明显积极作用.新型单相MICP技术简单易行,能够节约成本,在黏性土表层加固方面具有潜在推广应用价值.     

地质图切剖面中褶皱构造的计算机辅助编绘

计算机对褶皱的处理能力的强弱，是决定地质图切剖面计算机辅助编绘系统实用价值大小的一个重要指标。以兰姆赛分类方案为基础，通过褶皱形态的几何特征分析，提出一种针对简单背，向斜构造的计算机辅助设计算法，并编写出相应的褶皱剖面形态的模拟程序，利用各种不同形态的褶皱实例进行试验。证明该种算法正确可靠，将其嵌入作先前开发的地质图切剖面编绘程序中，可大大提高地质图切剖面编绘的自动化水平。     

冀北—辽西早白垩世沉积有机质特征与古气候环境演变

本文对冀北—辽西地区早白垩世沉积盆地富有机质沉积岩进行了初步有机地球化学分析研究。结果显示,冀北—辽西沉积盆沉积有机质特征在时间和空间上存在很大差异,代表白垩系早期沉积的滦平盆地大北沟组有机质丰度低,这不仅显示其所代表的沉积相带不利于有机质的聚集,也反映了当时生物不够繁盛;大店子组时期沉积相带发生了变化,有机质类型随着发生了变化,丰度有所增高,但总体上显示环境条件不利于生物的发育和繁盛。到了桥头组和义县组沉积岩有机质丰度大幅升高,表明生物界非常繁盛,古气候环境有利于有机质的大量生成和堆积,总体上反映了温湿的气候条件;但同时也存在较为频繁或交替性寒冷气候波动,具体的古气候环境状态尚需进一步深入研究。     

象山皇城海滩稳定性分析与防护对策

以浙江岬湾砂质海岸象山皇城海滩为例,运用抛物线模型,分析得出皇城海滩的冲淤演化动态,并通过历史岸线形态对比探讨皇城海塘对其的影响,最终提出防止海岸侵蚀的对策。研究结果表明,皇城海滩北部有一定的侵蚀,其平面形态还未达到静态平衡,处于不稳定状态;皇城海滩北段海塘修建得过于靠海,致使海滩最重要的泥沙补给源——后滨沙丘被阻断,甚至消失,同时大潮水位可直接淹没海塘堤脚,加上海塘前为近破波,滩面水流和泥沙运动剧烈,最终导致堤前滩面的冲刷。基于此,防止海岸侵蚀的最佳对策是在拆除、重建海滩北部部分海塘后再进行适当的海滩养护。通过对皇城海滩的稳定性研究,了解海塘建设的影响,可为浙江岬湾海滩资源的合理开发、海岸防护工程建设提供一定的科学依据。     

大柴旦盐湖卤水的现场扩大蒸发试验初探

为了研究硫酸铁亚型卤水在自然蒸发时的相化学,确定钾盐、硼酸、镁盐的结晶特性,把小型自然蒸发试验与现场扩大试验数据进行了比较。     

河套华北地区旱涝的前期环流异常与大西洋海温的关系及其数值模拟

首先分析了河套华北地区旱涝的前期异常环流，然后探讨了这种异常环流形成的机制，最后采用了ＯＳＵ－ＡＧＣＭ作了大西洋地区热源异常强迫的数值试验。结果表明，大西洋地区海温异常强迫激发的定常波向上、下游的能量传播，造成的前期秋冬季环流异常与河套华北地区的夏季旱涝有较好的对应关系。     

利用GRACE卫星Level-1B数据反演陆地水储量变化的方法研究

卫星重力探测技术为监测陆地水储量变化提供了新的技术手段。对利用GRACE卫星Level-1B数据反演地球陆地水储量变化的重力位差法和Mascon方法的数学模型作了详细推导分析,总结两种方法的特点和解算处理步骤。推导过程表明:重力位差法和Mascon方法在反演时只采用卫星飞临研究区域上空时的观测数据,能够提高反演结果的空间分辨率,比传统的球谐系数法更具优势;Mascon方法在解算时还引入了时空约束方程,进一步提高了反演结果的时空分辨率。     

20世纪90年代初东亚夏季风的年代际转型

利用1979—2009年JRA-25和NCEP/NCAR再分析资料,通过复矢量经验正交方法揭示了东亚地区夏季850 hPa风场变率的优势模态。结果表明:两套再分析资料所揭示的东亚夏季风在20世纪90年代初均发生了年代际转型,与我国夏季降水的年代际转型时间一致。伴随着东亚夏季风的年代际转型,我国北方大部分地区夏季降水减少,尤其是我国东北北部和长江、黄河之间105°E附近区域显著减少,而华南地区和淮河流域降水显著增加。从动力上解释我国夏季降水年代际转型特征,夏季500 hPa高度场两个时段 (1993—2009年和1979—1992年) 的差值分布显示为欧亚大陆北部准纬向遥相关波列,夏季850 hPa风场差值分布表现为贝加尔湖东南侧和日本以南地区存在两个异常反气旋式环流,而我国南方地区和鄂霍次克海附近均为异常气旋式环流。夏季西北太平洋、北印度洋以及部分中高纬度海洋的海温和春季欧亚大陆积雪在20世纪90年代初出现显著变化,春季北极海冰的年代际转型发生在20世纪90年代初,都可能成为东亚夏季风年代际转型的原因。     

水下机动目标轨迹跟踪的自适应估计方法

研究了用GPS测定基阵坐标,分析了水听器基阵所接收到的声脉冲信号的处理。通过模拟和实测数据的试算,证明了本文提出的模型及方法不但能处理多系统含有粗差的观测值,而且具有良好的跟踪处理机动目标的性能。