高分辨率影像城市植被自动提取算法

近十几年来,随着城市化进程加剧,准确获取城市植被的分布信息,是城市气候和地表能量平衡研究的重要内容。高空间分辨率遥感影像数据,为精确获取和动态监测城市植被提供了重要资料。本研究利用资源三号数据对长江三角洲地区城市植被进行光谱特征分析与提取,提出一种城市植被的自动化信息提取算法—分离面法（Hyperplanes for Plant Extraction Methodology,HPEM）。结果表明：在假彩色反射率空间,植被与NDVI值低的背景有很好的分离性,而在真彩色反射率空间,植被与NDVI值高的背景有很好的分离性;HPEM能很好地避免NDVI最佳阈值法中将建筑物误分为植被的问题,其精度明显优于NDVI最佳阈值法,Kappa系数从0.85提高到0.90,总的错分与漏分误差从21.15%降低到14.18%。可见,本文的HPEM方法能有效提高城市植被信息自动提取的精度。     

基于倾斜摄影测量技术的高原地区三维城市建模研究

为建设"数字西宁"地理信息公共平台,本文利用AMC580多视角航空摄影仪的倾斜摄影技术和Smart3DCapture软件为数据处理平台,以高原城市西宁市实景真三维模型数据生产为例介绍了数据生产过程及其应用领域。结果表明,用倾斜摄影的方法能高效、高质量地实现实景真三维数据生产。倾斜摄影技术不仅从多个角度采集地面影像,从而克服了传统航空摄影技术只能从垂直角度进行拍摄的局限;倾斜摄影建立三维模型技术相对于传统的三维建模方法而言,凸显其建模速度快、成本低等优势;且所获取的真实、详细、丰富的地物信息,更符合人眼视觉习惯的真实且直观的世界。     

基于杨赤中推估法空间插值的三维地质隐式建模

杨赤中推估法是一种对空间域复合变量通过连续的几何滤波过程来建立核函数的最小二乘推估法,建模过程简便且能基于少量已知数据点取得好的建模效果。针对地质勘查中离散、稀疏而不规则分布的地质特征点数据难以构建地质体三维模型的难点问题,提出了一种基于杨赤中推估法的三维地质空间插值与模型建立的自动化方法。该方法首先以地质特征点数据库为基础,选用负幂指数函数模型建立适合三维地质空间插值的杨赤中推估法估值数学模型;在此基础上,构建一套基于杨赤中推估法的三维地质空间插值计算和地质体隐式建模的自动化实现流程与程序;最后以实例矿化插值数据为基础,采用基于移动立方体算法的三维隐式建模方法,快速构建实例矿体三维模型。与人工交互圈定地质体边界和进行矿体推断的三维地质显式建模相比,这种方法能快速直观地分析地质特征并处理样品分析数据,方法可行且高效。     

From the pore scale to the lab scale: 3-D lab experiment and numerical simulation of drainage in heterogeneous porous media

A well-controlled 3-D experiment with pre-defined block heterogeneities is conducted, where neutron tomography is used to map 3-D water distribution after two successive drainage steps. The material and hydraulic properties of the two sands are first measured in the laboratory with multistep outflow experiments. Additionally, the pore structure of the sands is acquired by means of image analysis of synchrotron tomography data and the structure is used for pore-scale simulation of one- and two-phase flow with Lattice-Boltzmann methods. This gives us another set of material and hydraulic parameters of the sands. The two sets of hydraulic properties (from the lab scale and from the pore scale) are then used in numerical simulations of the 3-D experiment.     

40～30ka B.P.中国暖湿气候和海侵的特征与成因探讨

40～30kaB.P.相当于末次冰期(75～10kaB.P.)中的大间冰阶或海洋氧同位素第3阶段的晚期(MIS3a),已有测年记录的冰芯、湖泊沉积、孢粉与古生物、黄土与沙漠地区古土壤、石灰岩洞穴中石笋、古河道沉积、滨海地区海相沉积等7种记录指示我国各区域的湿润程度即降水量高于现代,青藏高原和西北地区尤为显著.西部和华南地区的温度明显高于现代,但较多的孢粉研究者认为东北、华北和长江流域的温度略低于现代.降水量的增加对内陆水系的合并和外流的黄河和长江流域等产生重大影响.渤海西侧、长江三角洲南北与珠江三角洲南部出现重大海侵,当时海平面高度仅低于现代海平面8～10m.当时暖湿气候与海侵的主要动力是岁差周期导致的中、低纬度太阳高辐射所提供的热力促使冰盖消融萎缩,海洋扩涨,青藏高原热低压增强,吸引季风降水,中、低纬度区海洋加热蒸发,增强夏季风与西风环流的水汽含量导致我国全境暖湿.高分辨率的西昆仑山古里雅冰芯记录和南京汤山洞穴石笋记录表明气候有许多百年级高频振荡波动,不是稳定暖湿,要作更深入研究才能说明其表现和影响.     

Pile foundation analysis and design using experimental data and 3-D numerical analysis

Capacity based design of pile foundations limits the soil-structure interaction mechanism to group bearing capacity estimation, neglecting, in most cases, the contribution of the raft. On the other hand, a straightforward, nonlinear, 3-D analysis, accounting for soil and structural nonlinearities and the effects arising from pile–soil–pile interaction, would be extremely high CPU-time demanding and will necessitate the use of exceptionally powerful numerical tools. With the aim of investigating the most efficient, precise, and economical design for a bridge foundation, a hybrid method, compatible with the notion of sub-structuring is proposed. It is based on both experimental data and nonlinear 3-D analysis. The first step to achieve these targets is a back-analysis of a static pile load test, fitting values for soil shear strength, deformation modulus, and shear strength mobilization at the soil–pile interface. Subsequently, the response of 2 × 2 and 3 × 3 pile group configurations is numerically established and the distribution of the applied load to the raft and the characteristic piles is discussed. Finally, a design strategy for an optimized design of pile raft foundations subjected to non-uniform vertical loading is proposed.     

轻量版青藏铁路数字路基仿真平台设计与开发

建立青藏铁路地理信息系统和数字路基的目标是对青藏铁路工程实验数据、观测数据以及各种专题数据和DEM数据进行管理和维护,形成以基础地理数据为依托,能够进行多时相、多维空间表达的虚拟铁路.介绍了该系统的设计理念、系统集成、系统功能和数据项目.该平台利用GIS组件技术和C#.Net开发工具,结合地理信息系统、遥感、全球定位系统技术、虚拟现实技术和数据库技术等开发而成.为青藏铁路工程建设使用到的数据提供了有效的管理和维护平台.     

基于三维流-固耦合模型的油井出砂细观机制研究

油井出砂机制的研究是提高油藏产能和石油开采成本减小的关键课题,而常规的宏观力学理论和方法不能全面反映油藏开采过程中油井出砂的发生和发展。鉴于砂岩储层的物理性质和射孔试验特征,从岩土力学的角度建立基于柱坐标系的三维颗粒流数值模型,与理论分析成果进行比较,以说明该细观数值模型可行性,有效地模拟出砂过程中的渗流及流-固耦合效应。在该基础上,综合考虑流体压力梯度力和拖曳力,基于PFC3D模型模拟流体不同运动时的砂岩性态。数值分析得到的模型宏观应力图形说明流体运动对砂岩力学特性的影响不可忽略,且在相同条件下,流量越大,砂岩的塑性区越大,形成砂岩破坏出砂的几率也越大。同时,不同工况的砂岩黏结分布和颗粒转动图形表明,相同条件下流量越大,颗粒间平行黏结破坏越多,颗粒转动越大,失去黏结约束的颗粒也越多,出砂量就越大,可见两种细观特征图形与宏观应力图形变化规律一致,该模型可用于油井出砂机制的研究,可为出砂量预测及出砂控制提供新的研究思路。     

三维激光扫描技术在船体外形测量中的试验性研究

介绍了三维激光扫描技术的测量原理,进行了21 m长船体外形测量的试验性研究,证明了其在快速、高效获取船体三维数据、提取船体型线方面有着较大的优越性。