基于遥感数据的灾后滑坡信息快速提取方法

灾后滑坡的快速识别提取是目前遥感技术在地质灾害领域的重要应用之一。本文采用Landsat系列遥感数据,对西南地区"6·24"四川茂县滑坡,"8·28"贵州纳雍等六处滑体及周边地物的光谱特征进行研究,在综合地物光谱特征和空间位置信息后提出一种滑坡快速提取方法,并使用C#语言完成了软件开发。在提取试验中实现了对滑体的完整提取,与以往研究资料中的滑坡面积对比,本模型的平均提取率达109%。研究表明利用中等分辨率多光谱遥感数据丰富的光谱信息,可以实现对灾后滑体的快速提取,为应急救援工作的开展与区域滑坡灾害调查提供支持。     

人类活动对全球淡水循环影响与水行星边界评估研究进展

近几十年来,人类活动对淡水循环的影响已经超出了流域尺度。解决目前所面临的水资源问题,不应只着眼于流域过程,而应从更大的空间尺度——全球尺度对地球系统过程加以研究。文章总结了人类活动对全球淡水循环的影响途径,论述了水行星边界方法框架与研究进展,分析了淡水利用管理从流域尺度到全球尺度的实现方法。水行星边界方法以地球系统科学理论为指导,以保持地球系统稳定运行为目标,将淡水循环研究视野从流域尺度扩展至全球尺度,定量描述了全球淡水利用安全运行空间,成为评价全球水资源可持续性的重要方法。水资源管理既要考虑流域尺度的水资源、生态与经济社会发展关系,也要考虑全球尺度的水循环、地球系统稳定与全球可持续发展关系。水行星边界是对现有区域水资源承载能力评价方法的重要补充,为全球与区域淡水资源治理提供了重要的方法框架。根据我国自然资源管理新制度下水资源管理需要,针对水行星边界评估,建议加强全球淡水循环过程研究,完善全球水文模型与模拟预测平台;加强水行星边界与土地、生物、大气等其他行星边界的相互影响与作用研究;探索应用水行星边界框架完善资源环境承载能力评价和国土空间开发适宜性评价方法。     

三维地形大地电磁场的边界元模拟方法

提出了一种用边界元法计算大地电磁场三维地形影响的数值模拟方法.首先用矢量积分理论和电磁场边界条件, 将上半空间(空气)和下半空间(地下介质)两个区域电磁场边值问题变为仅对地形界面的两个矢量面积分方程, 其中一个计算磁场, 称磁场方程; 另一个计算电场, 称电场方程.然后将对地形界面的积分剖分为一系列的三角单元积分.在三角单元积分中, 假设单元中电磁场为水平均匀大地空间电磁场与地形影响的迭加, 并假设地形影响为常项, 这样既保证了计算精度又使得计算方法简便.通过分解和计算, 每一个矢量面积分方程分解为对应3个坐标方向的3个常量线性方程, 这些线性方程组成了对角占优的线性方程组, 可用SSOR方法求解.文中给出了2个三维地形上大地电磁视电阻率曲线的计算结果.      

连续排水边界下考虑变荷载的软土一维非线性固结分析

土体往往具有非线性压缩特性,不同压缩特性下土体的固结规律存在差异。综合考虑土体非线性特性、变荷载作用以及连续排水边界条件建立了一维固结方程。采用无条件稳定的有限差分法和半解析法对固结方程进行了求解,两种解答方法的可靠性通过连续排水边界条件退化以及两种解答结果对比得到验证。在有限差分法解答的基础上,详细分析了界面参数、荷载参数以及非线性参数对土体固结的影响。结果表明：连续排水边界的界面参数取值越大,则超静孔隙水消散速率及土体沉降速率越大,但界面参数取值对最终沉降量没有影响;超静孔隙水压力在加载阶段逐渐增大,在恒载阶段逐渐消散;加载速率越大,则超静孔隙水压力峰值越大,并且土体固结速率越快,说明延长施工周期有利于降低超静孔隙水压力的影响;工程中要准确预测土体固结速率绝非易事,采用固结理论预测时需保证土体模型、边界条件以及土体计算参数等因素的准确性。     

大气环流的季节突变与季风的建立Ⅰ.基本理论方法和气候场分析

将曾庆存等提出的大气环流的季节划分和计算季风的理论方法作了改进,使之更便于研究季风的建立过程.该理论方法将环流突变和季风建立时段,其"变差度"和与其前和其后场的"相似度"等由空间场的泛函随时间的变化(即数学名词上的"流"[flow])一起求出来.研究Ⅰ先分析气候平均场,Ⅱ分析各个别年份的情况及年际变化.研究Ⅰ的结果表明:(1)该方法可以客观定量地定出"突变"时段的关键日期;与季风建立过程联系,即是季风建立的"预兆日期",它比人们用天气-气候学方法(甚至用别的气象要素)定出的可以明显感觉到的或有明显实用价值的"季风来临日期"要早2至4天.(2)在北半球亚澳季风系统区域,夏季风的来临在许多关键地区伴有明显的环流突变,建立和推进者很快,但也有许多区域不表现为当地环流的突变,推进速度也慢.(3)北半球亚澳季风系统低空的热带季风分支,在6月中以前可明确区分为3个子系统,(a)西太平洋暖池和邻近低纬区域,4月中下旬建立;(b)热带东北印度洋(北界与孟加拉湾相邻,但不包括其在内)及索马里东边海洋,4月末至5月初建立;和(c)南海区域,5月上旬从南到5月下旬到北部.南海夏季风向北推进最快,于5月末候即可达北回归线附近,然后与暖池西北区域风场的突变一起,于6月中旬影响到东亚30°N区域;印度洋季风于6月初到达印度半岛东南端,然后逐渐推向印-巴次大陆.7月中以后,热带季风才连成一片,由非洲东岸直至长江下游和菲律宾附近.副热带季风分支于6月中旬可以感到其影响,于7、8月盛行于东亚和西太平洋区域,且结构和演变都比较复杂;6～7月间只表现为在(5～20°N,120～150°E)区域有强的环流突变(与副高增强并北移对应),7月中至8月底,则在上述区域和沿30°N的长江下游和日本以南的洋面上有3个强的环流突变中心(对应于副高又一次增强北移和西伸).这里暂不讨论温寒带季风分支.(4)季风具有鲜明的三度空间斜压结构,尤其是在低空季风"爆发"之前,平流层早已有强的环流突变,季节调整完成,然后突变向下延伸(虽然强度大减),跟着就有当地的低空季风"爆发"(建立).平流层和对流层环流的相互作用及其与季风建立的关系很值得进一步研究.     

Dynamic interaction numerical models in the time domain based on the high performance scaled boundary finite element method

Consideration of structure-foundation-soil dynamic interaction is a basic requirement in the evaluation of the seismic safety of nuclear power facilities. An efficient and accurate dynamic interaction numerical model in the time domain has become an important topic of current research. In this study, the scaled boundary finite element method （SBFEM） is improved for use as an effective numerical approach with good application prospects. This method has several advantages, including dimensionality reduction, accuracy of the radial analytical solution, and unlike other boundary element methods, it does not require a fundamental solution. This study focuses on establishing a high performance scaled boundary finite element interaction analysis model in the time domain based on the acceleration unit-impulse response matrix, in which several new solution techniques, such as a dimensionless method to solve the interaction force, are applied to improve the numerical stability of the actual soil parameters and reduce the amount of calculation. Finally, the feasibility of the time domain methods are illustrated by the response of the nuclear power structure and the accuracy of the algorithms are dynamically verified by comparison with the refinement of a large-scale viscoelastic soil model.     

渤海湾及其邻区地壳温度分布的有限单元模拟

根据地下三百米深处的温度与居里面深度分布的资料,利用伽勒金有限元法配合未知边界流量的杂交法,计算了渤海湾邻近的地壳剖面的温度分布。结果表明:(1)莫氏面上的温度不是常数,最高处可达810℃;(2)大地震往往发生在温度与重力梯度带附近而温度较低密度较小的一侧;(3)本区地壳低速层的温度约为600℃,在该层以下,随着温度的增高,介质的弹性模量或粘滞系数显著减少,而泊松比反而增大,故地壳深部的剪应力减小,这说明大陆内部地震大多发生在低速层以上的原因     

豫鹤水泥厂新征建设用地地质灾害危险性评价

1前言 豫鹤水泥厂位于河南省鹤壁市老城鹿楼工业区西部,一期工程2000t／d熟料水泥生产线已于1998年12月建成投产,是河南省唯一一条工艺先进、自动化程度高、环保设施先进的熟料水泥生产线。为充分利用当地资源优势及已有生产设施,经河南省计委批准再建一条2500t／d熟料水泥生产线。     

边坡模型边界效应及材料孔隙率敏感性研究

通过自制的新型试验装置进行不同边界情况下的边坡模型变形破坏研究。探讨了边坡模型破坏开始时的坡角（破坏角）与边界条件的关系。试验结果表明,该破坏角会与模型厚度成一定的反比关系,但随着模型厚度超过一定值,边界条件造成的影响将趋于弱化,同时,运用数学手段定量地印证了这种关系形式。另外,还通过试验验证了相比于边界条件而言,破坏角的变化幅度会对模型材料的孔隙率更加敏感。基于所得结果,可对试验装置进行改进,并优化试验手段。     

基于POI数据的城市边界变化提取研究——以山西运城市城区为例

改革开放以来,我国城市建设持续高速发展,快速有效地获取城市建设发展时空过程可为定位城市功能分区、指导城市规划提供高时效性基础数据。基于Densi-Graph方法对山西省运城市城区2010年和2013年的POI数据进行核密度估计,通过密度等值线提取城市建成区边界。研究表明,基于Densi-Graph方法的POI数据挖掘城市扩张信息能够反映城市建成区边界生长扩张过程,验证了POI数据可反映城市生长与居民生产生活规律,具有重要科学应用价值。