沿岸多模式GNSS三维水深测量方法研究

在沿岸水下地形测量中,高程控制是难点,在远离岸边的区域,不仅布设潮位站困难,而且潮位站水位改正的精度也难以保证,为提高沿岸水域测量的可靠性和灵活性,在河口区域的水深测量项目中进行了RTK、PPK、PPP3种模式的同步作业方式研究。结果表明,基于GNSS多模式三维水深测量的方法能有效提高水位改正的精度和可靠性。无论测区离岸距离多远,可以同步采用RTK、PPK和PPP的方式进行高程控制,这3种模式的高程测量差值均方差接近0.10m,精度能满足沿岸水域一般比例尺地形测量的高程精度要求。     

三维激光点云联合无人机影像的古建筑重建

古建筑保护是当下测绘领域的热点研究课题,非接触测量是克服传统方法数字化不足、容易造成"二次破坏"的有力举措。本文以哈尔滨红霞街99号外侨私邸为例,提出了一种将三维激光扫描技术和无人机航测技术相结合进行古建筑重建的研究方案。基于三维激光扫描仪和无人机获取的古建筑内外点云数据和影像数据,利用点云数据生成正射影像并绘制平、立、剖面图,创建三维模型,最后以实地量取的建筑物尺寸数据为参考分析得出图纸和模型误差。结果表明：利用三维激光点云联合无人机影像能够高效地进行建筑图纸恢复,创建高精度精细化的三维模型,为古建筑保护提供了一种全新的思路。     

基于三维实景的警用应急指挥系统设计与实现

随着网络通信、三维仿真技术和地理信息系统的发展,传统的警用二维地理信息系统在三维可视化、复杂空间分析、业务数据共享等方面的不足日益显著。为进一步提高公共安全服务能力,深化警用公共安全信息体系的建设,本文基于三维实景建模技术和WebGIS技术,研究设计以高精度的三维实景模型数据为基础的公安应急指挥系统,实现对公共安全事件业务处理、信息联动、指挥决策等功能。     

南海上层中尺度涡统一三维结构

本文基于归一化合成分析的方法,利用卫星高度计资料和CTD观测资料,在满足静力平衡和地转平衡条件的假设下研究了南海中尺度涡的三维结构,给出了南海中尺度涡归一化之后的三维结构,并与全球大洋中尺度涡统一的三维结构进行对比。结果显示,在1.5倍涡旋半径以外,南海中尺度涡水平结构的收敛速度大约为全球大洋中尺度涡水平结构收敛速度的2.5倍,前者比后者的影响范围要小约1.5倍涡旋半径。由于数据原因,我们仅合成了南海0至800m水深中尺度涡的垂直结构,从垂直结构的合成结果来看,由于受到背景层结和科氏参数的影响,南海与全球大洋各海区中尺度涡的垂直结构具有明显的不同,随着深度的增加,南海中尺度涡垂直结构的衰减速度明显更快。     

Numerical study of three-dimensional wave-induced longshore current's effects on sediment spreading of the Huanghe River mouth

A three-dimensional wave radiation stress is introduced into the hydrodynamic sediment coupled model COHERENS-SED, which has been developed through introducing wave-enhanced bottom shear stress, wave dependent surface drag coefficient, wave-induced surface mixing, SWAN, damping function of sediment on turbulence, sediment model and depth-dependent wave radiation stress to COHERENS. The COHERENS-SED is adopted to study the effects induced by wave-induced three-dimensional longshore current on suspended sediment spreading of the Huanghe River (Yellow River) mouth. Several different cases divided by setting different wave parameters of inputting boundary waves are carried out. The modeling results agree with measurement data. In terms of simulation results, it is easy to know that three-dimensional wave radiation stress plays an obvious role when inputting boundary wave height is stronger than 3 m. Moreover, wave direction also affects the sediment spreading rules of the mouth strongly too.     

东中国海秋季三维环流诊断计算分析

基于2000年秋季东中国海水文观测资料,应用三维有限元模式FEOM(Finite Element Ocean circulation Model),在温盐保持不变的情况下进行诊断计算100 d,模拟结果再现了环流的主要特征:由于海表面风的影响,秋季东中国海表层的环流以西南向流为主,在10m深以下由于风的影响减弱环流特征比较清晰完整。黄海北部出现一个气旋式涡旋,10m层流速大小为5 cm/s左右;浙闽沿岸流从表层到50～60m深都是存在的,流速基本不变;台湾暖流在10m层流速较大,且向陆架方向入侵明显,但是越向下越不明显,流速也有所减小。诊断计算60d后的后报计算结果显示,松弛尺度为5d可以更好地消除资料的不匹配。因此最终在诊断计算60d后开展了松弛时间为5d的40d的强诊断计算,强诊断模拟结果显示:强诊断计算能更好的模拟东中国海环流结构,相较于诊断计算,表层流速有所减弱,10 m层流速有所加强,各层流向强诊断计算和诊断计算基本一致。     

日气温变化下杭州湾水温的数值模拟

杭州湾内水温在不同时间尺度下均存在变化,这对河口生态等会产生影响。由于昼夜气温变化大,空气和海水的热量交换较为频繁。另外,随着气温的逐日下降,水温也随之降低。为研究日气温变化下杭州湾内的水温变化,建立了三维数学模型,通过考虑水面和空气的热交换通量,复演了日气温变化下湾内水温特征。经过和实测潮流数据比较,本文模型很好地模拟出了杭州湾内大、中和小潮期间水流的变化。在综合考虑太阳辐射、长波辐射和水气感热交换下,模型成功再现了日气温变化下水温的变化过程。研究结果一方面有助于认识强潮河口湾内水温变化特征,另一方面将为研究温度对泥沙运动的影响提供前期基础。     

Experimental investigation of three-dimensional earth pressure according to aspect ratio of retaining wall

The purpose of this study is to investigate the scale and load distribution of three-dimensional active earth pressure and the load transferred to the adjacent soil by changing the aspect ratio of a retaining wall through a series of model tests. In this research, 42 earth pressure plates of different heights and widths were installed to evaluate the earth pressures by considering the wall aspect ratio and the change of earth pressure. The test results showed that the active earth pressures were uniformly converged when the percentage of limit displacement against wall height was 0.12%. The distribution of active earth pressure on the wall showed a parabola shape for most aspect ratios while the wedge shape identified by the model test was similar to the shell-shaped model. In this paper, two diagrams were proposed regarding the active earth pressure according to the aspect ratio of a retaining wall; (1) a diagram of earth pressure conversion against the aspect ratio based on evaluated three-dimensional active earth pressures with traditional two-dimensional earth pressures, (2) a load transfer diagram based on the horizontal distance by analyzing the horizontal and vertical load transfer ranges with the relevant increasing rates.     

地震灾害后区域生态环境修复三维建模与仿真

地震灾区生态环境复杂,区域修复效果容易受到关联信息的影响,导致修复过程复杂,形成修复碎片化,修复效果不理想。为此设计基于激光扫描的地震灾害后区域生态环境修复的三维模型,通过三维激光扫描原理,获取自然景观和设施的详细位置原始数据;引入平面特征图像分割方法,对原始数据几何纠正,并完成整体数据纠正匹配,根据修正后的生态环境数据,采用法向量实行最小化,获取拼接匹配信息;根据匹配信息进行重采样,完成三维网格模型的构建,获取区域地震灾害后生态环境整体信息;并依据模型构建地形刷物理区域,修复区域地震灾害后的破损地形环境。将该方法应用于某灾区震后生态环境修复工作中,验证得出其可控性较强,且修复后的生态环境破碎化与缩小率都低于其他修复方法,具有一定使用价值。     

大跨度拱桥地震动输入模式研究

地震动输入是大跨度桥梁地震反应分析的重要一环。从明确大跨度拱桥的临界跨度入手,探讨了大跨度拱桥地震动输入模式中的行波效应、三向输入及其地震动选取问题。基于某大跨度钢管混凝土拱桥,建立了有限元分析模型,考查了行波效应及三向地震动输入对拱关键截面内力、减隔震支座位移及粘滞阻尼器冲程的影响。结果表明:给出的大跨度拱桥临界跨度确定方法合理,行波效应对拱顶轴力有重要影响,不考虑三向地震动同时作用会明显低估大跨度拱桥的地震反应。确定大跨度拱桥地震动输入模式时需考虑行波效应与三向地震动同时输入。