基于光学遥感技术的高山极高山区高位地质灾害链式特征分析

金沙江上游地形切割强烈、山高谷深,为典型的高山峡谷区,受金沙江断裂带的影响,斜坡完整性差、岩体支离破碎,极易发生山体滑坡。根据遥感影像上滑坡地质灾害隐患的色调、平面形态、变形标志、微地貌等特征,建立了遥感解译标志,在金沙江流域直门达—石鼓段共识别出滑坡地质灾害隐患点87处,其中大型40处、特大型47处,结合区域地理、地质环境特征,分析了其基本特征和空间分布规律。研究区堵江滑坡地质灾害隐患具有明显的链式特征,大致可划为滑坡-堵江灾害链、崩塌-滑坡-堵江灾害链、滑坡-泥石流-堵江灾害链等3种类型,分别以色拉滑坡、汪布顶滑坡、探戈滑坡为例,基于光学遥感技术对其变形特征、链式特征进行了详细分析。从地理位置上看,金沙江断裂带明显控制了金沙江干流直门达—石鼓段的平面展布,新构造运动在断裂带各段活动周期、强度存在差异性,中段和南段活动性较强、应变积累更快,地震作用可能相对频繁,为巴塘以南的金沙江两岸有利斜坡区发生堵江滑坡提供了有利的区域地质环境背景。     

面向智能化开采的矿井煤岩层综合对比技术

煤岩层对比工作贯穿于整个煤炭地质勘查与矿井生产阶段的全过程,针对近距离、多煤层且构造复杂的矿井生产阶段煤岩层对比困难的问题,以贵州盘县煤田火烧铺煤矿为研究对象,通过对地质勘查资料的分析,结合地面瓦斯勘查钻孔、井下地质调查、瓦斯参数测试工程从地质勘查阶段已经建立的煤岩层对比标志层中提取适应于矿井生产阶段的标志层;结合矿井生产过程中井筒、巷道、工作面及其两巷道、切眼等井巷工程生产揭露资料的宏/微观煤岩、煤质化验、煤层顶底板岩石力学、煤层的光学特征等资料,提炼矿井生产过程中基于开采技术条件的煤岩层对比的标志;综合地质勘查与矿井生产阶段重新构建矿井生产阶段煤岩层综合对比标准体系。研究表明:地质勘查阶段构建的煤岩层对比标志层在矿井生产阶段岩性组合、地球物理测井曲线,高位标志性岩层以及古生物化石层基本上失去了指导意义,而煤层结构、伪顶或低位直接顶板古生物化石层、岩性标志层仍具有指导意义,可以指导实践生产;矿井生产阶段大量的地层倾角数据、宏/微观煤岩组分特征、煤层夹矸岩性,尤其是可见光、热红外等光学特征,煤层瓦斯含量、压力参数,煤层顶底板岩石力学参数等是煤岩层对比的良好标志层;构建的煤岩层综合对比技术体系可以有效地指导煤矿巷道高效掘进、工作面快速回采并识别断层发育特征。研究成果不仅可以指导煤矿井下生产工作而且可以为构造复杂区的煤矿井下工作面智能化开采提供基础地质资料,为煤矿安全、高效、智能化开采提供地质保障技术。      

基于MODIS卫星遥感图像数据典型地表发射率光学特性分析

地表发射率是热红外遥感中的重要参量,也是辐射传输中的重要参数。基于MOD11B1卫星遥感图像数据,利用HDF插件获取典型地表温度参数,具体包括沙地、黄土、草坪、江水、冰面和雪地。在ENVI Classic软件环境下,针对2015年12月至2016年8月不同区域、不同季节的典型地表进行6个热红外波段发射率数据获取,研究不同季节典型地表的发射率随波长以及温度的变化规律。研究结果表明：冬季典型地表发射率参数最高且变化范围小在0.02内。沙地的发射率数值平均在0.870~0.990之间;草坪、黄土和江水的发射率数值平均在0.910~0.990之间,冰面和雪地的发射率数值平均在0.965~0.985之间。草坪、沙地、黄土、江水、雪地和冰面地表发射率在波长3~5 μm范围内随温度成波浪型分布;草坪、江水、雪地和冰面地表发射率在波长8~12 μm范围内随温度不变化。     

浅水湖盆河控三角洲前缘砂体分布特征与沉积模式探讨--以松辽盆地北部永乐地区葡萄花油层为例

在我国古代的松辽盆地和现代的鄱阳湖等大型坳陷湖盆内发现的浅水湖盆河控三角洲的骨架砂体类型、垂向沉积层序及相带分异等方面与正常三角洲存在很大的差异, 需要进一步深入研究。利用野外露头、现代沉积和地下岩芯、测井、地震等资料精细解剖及分析表明, 浅水湖盆河控三角洲前缘发育大量、密集、窄的水下分流河道砂体, 砂体连续且水下延伸较远, 直至消失变成薄的水下薄层砂(河口坝或席状砂)。每支水下分流河道构成了由中心向两侧及前方:水下分流河道→薄层砂核部→薄层砂边缘→水下分流间湾的平面微(能量)相序列, 形成三角洲前缘“河控带状体”。浅水湖盆河控三角洲前缘不同的相位空间位置具有不同的沉积模式, 由岸向湖依次发育高低水位间过渡带“近岸沉积”模式、近岸浅水带“河控带状体”模式、中岸中等水深带“水下分流河道末端河控薄层砂”模式和远岸深水带“浪控席状砂”模式。     

考虑二次散射的激光雷达近似方程与低能见度的激光探测

本文针对低能见度的激光探测问题,建立了考虑二次散射的近似激光雷达方程。并对该方程的一些普遍特性进行了分析和数值估计。最后,对该方程在低能见度探测中的应用进行了讨论。     

气溶胶辐射特性的观测研究

利用一个简化的辐射平衡模式,讨论了气溶胶直接辐射强迫和气溶胶辐射特性以及与地面反射率之间的关系。模式分析表明,增加气溶胶层以后,地气系统对太阳辐射的反射率可能增大,也可能减少,取决于气溶胶的单散射反射率~ω0、不对称度因子g与地面反射率αg之间的配置,但与气溶胶光学厚度δ没有直接的关系。气溶胶光学厚度值仅和反射率变化的幅度成正比。从辐射平衡模式的结果可知,为了定量地研究气溶胶直接辐射强迫作用,需要有系统的有关气溶胶辐射特性的观测资料。从地面和空间对中国地区气溶胶的辐射特性开展了观测研究,包括从地面用太阳光度计测量气溶胶的光学厚度、用浊度计测量气溶胶的散射系数、黑碳仪测量气溶胶的吸收系数,并且利用MODIS资料反演气溶胶的光学厚度。地面太阳光度计观测的气溶胶光学厚度用于检验卫星遥感的气溶胶光学厚度值,对中国东部地区,遥感的结果是可以接受的,主要是由于这一地区存在较低的地表反射率;但对中国北方植被条件不很好的地区,在遥感反演时对地面反射率的估计可能偏低,如做适当的修改还有可能提高遥感反演的精度。从地面直接测量气溶胶的散射系数和吸收系数算出的气溶胶单散射反射率在0.8左右,需要有更多的观测,以便进一步查清这一问题。     

地月DRO星载光学测量近地小行星轨道确定

针对地基光学监测系统对近地小行星在近太阳方向的监测存在盲区的问题,提出了远距离逆行轨道(Distant Retrograde Orbit,DRO)天基光学平台对近地小行星进行跟踪定轨的方法.通过可视性分析,筛选仿真观测数据,利用美国宇航局喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)公布的小行星初始轨道信息对不同轨道类型的目标天体进行轨道确定,将计算结果与参考轨道对比分析.仿真结果表明:在测量精度2角秒,定轨弧长3年的情况下,DRO平台对仿真算例中所选择的近地小行星的定轨精度可以达到几十公里量级,其中Atira型轨道精度可达10公里以内.由此可见,DRO天基平台对近地小行星具有较好的监测能力,定轨精度能实现对目标小行星的精确跟踪,并对其进行轨道预报.     

地面建筑物破坏状态检测的多类互信息量评估—震灾前光学图像与震灾后SAR图像的融合

利用震前可具备的光学图像与震后卫星SAR图像的信息融合,可检测与评估震灾区地表面建筑物破坏状态。本文根据震前光学图像的建筑物特征参数,通过SAR成像仿真算法,模拟各建筑物SAR图像,根据震后SAR真实图像与SAR仿真图像互信息量的比较,综合利用归一化互信息量、梯度互信息量、区域互信息量及检测与评估建筑物破坏状态。采用2010年海地地震灾前的IKONOS光学图像、灾后COSMO-SkyMed与RADARSAT-2的星载SAR图像,进行震后建筑物破坏状态检测与评估。其结果与震后GeoEye光学图像进行了验证,证明了本文方法的可行性。     

基于Lyot滤光器的NVST磁像仪光学系统设计

我国1 m新真空太阳望远镜(New Vacuum Solar Telescope, NVST)能够实现优于0.2″的高分辨成像观测,但还不具备高分辨磁场的常规观测能力。很多磁结构和太阳活动都存在于较小的尺度,需要进行高分辨磁场测量。1 m新真空太阳望远镜的台址具备优良的视宁度,若磁像仪具备快速调制能力,并配合高分辨统计重建技术,有望实现亚角秒分辨率的太阳磁场测量。1 m新真空太阳望远镜测量磁场面临的主要问题包括折轴光路带来的时变偏振、望远镜姿态变化和风载带来的光轴偏移以及湍流的影响等多种问题。针对太阳磁场高分辨观测的需求及1 m新真空太阳望远镜面临的太阳磁场测量问题,详细分析了1 m新真空太阳望远镜太阳光球磁场的测量需求,制定了磁像仪的基本参数,提出了偏振分析器需求,设计了光球磁场的高分辨观测方案。最后利用ZEMAX光学设计软件为磁像仪设计了光路,结果显示光学设计能够满足高分辨成像的需求。