全局弱式无网格法在大地电磁二维正演中的应用研究

无网格法作为有限元法的一种重要补充和发展具有重要的研究意义和实用价值,其避免了网格剖分,具有前期处理简单,精度高,自适应分析方便,适用于复杂模型和复杂边界条件等优点.本文重点研究基于全局弱式无网格法的大地电磁二维正演问题.本文首先论述了无网格理论,并推导出基于全局弱式无网格法的大地电磁二维问题对应的最终总体矩阵表达式,通过标准模型数值模拟实验研究了相关重要参数对计算精度及计算效率的影响,并确定其最优值,选取高斯点数量为2～3、无量纲支持域尺寸为1.1～1.3.后续分别用有限元法和全局弱式无网格法计算典型一维模型和二维模型,通过对比计算结果及计算精度,验证本文中提出方法在处理大地电磁二维问题上的有效性及在处理复杂模型上的优越性.     

基于震灾图像维度分析下景观带毁损程度评估的探讨

地震灾害是所有自然灾害中破坏程度最为严重的灾害之一,当景观带遭到地震破坏时,景观带中的规则建筑结构发生改变,景观带毁损程度评估是城市避震减灾体系研究的重点内容,因此对景观带中规则建筑毁损程度研究有重要意义。为深入探讨景观带毁损程度评估的问题,基于震灾图像维度分析下对景观带毁损程度的评估方法进行尝试。根据规则建筑震灾图像质量,按图像维度的变化特征对规则建筑结构的破碎程度进行划分,获取破碎概率分布,根据破碎概率划分最佳阈值,采用分数维方法提取图像维度特征,根据提取到的规则建筑震灾图像维度特征,将毁损的规则建筑空间自相关程度转换成正态分布曲线,进而构建评估模型对规则建筑毁损程度进行评估。针对实例分析,实现基于震灾图像维度分析下景观带毁损程度评估方法并进行了探讨。     

空间波数混合域磁异常场积分解三维数值模拟

本文提出一种空间波数混合域磁异常场三维数值模拟方法.该方法利用磁位三维空间域积分为卷积的特点,沿水平方向进行二维傅里叶变换,把空间域磁位满足的三维积分问题转化为不同波数之间相互独立的垂向一维积分问题.保留垂向为空间域,优势之一在于便于浅层单元剖分可适当加密,随着深度增加,单元剖分适当稀疏,可以准确模拟任意复杂地形和磁性体的磁异常,兼顾了计算精度与计算效率;优势之二在于一维积分垂向可离散为多个单元积分之和,每个单元采用二次形函数表征磁化强度,可得出单元积分的解析表达式,计算精度高、效率高.该方法充分利用一维形函数积分的高效和高精度、快速傅里叶变换的高效性及算法高度并行性,实现了磁异常场高效、高精度的数值模拟.设计棱柱体模型,将模型解析解与空间波数混合域法的数值解对比,结果表明该方法计算精度高、效率高.设计了组合棱柱体复杂模型,对比分析了标准FFT扩边法与Gauss-FFT法的计算精度与计算效率,总结了标准FFT的扩边系数选取策略.针对任意复杂地形条件下的磁异常模拟问题,本文提出一种适用于起伏地形条件下的磁异常场快速计算方法,并对其有效性进行了验证.     

贺兰山—银川地堑及邻区重力异常特征及构造意义

贺兰山—银川地堑及邻区地质结构复杂,对该区域深浅结构特征的研究具有重要意义.本文采用重力归一化总梯度成像和二维小波多尺度分解方法对研究区内重力异常进行了垂向和横向构造分析.重力归一化总梯度成像结果显示高低转换带的倾角、倾向与地质上的贺兰山东麓断裂、银川断裂和黄河断裂分布吻合较好,贺兰山西麓断裂与贺兰山东麓断裂汇交深度约18 km,银川断裂与黄河断裂汇交深度约25 km;二维小波多尺度分解成像结果表明正谊关断裂、贺兰山西麓断裂、芦花台断裂和银川断裂为上地壳断裂,贺兰山东麓断裂、青铜峡—固原断裂以及黄河断裂为下地壳断裂,且这三大断裂可能分别是阿拉善地块东南边界和鄂尔多斯地块西南边界;1739年平罗M 8.0古地震震中与银川断裂在重力剖面深度约15 km汇交,其垂向高低梯度为强变形带,同时古地震震中位于重力正负异常转换部位的低值区,据此可推断此次古地震的发震构造是银川断裂.这些结论可提高对贺兰山—银川地堑及邻区地质结构的认识,为该区地壳动力学过程及强震的孕震机理研究提供一定的科学依据.     

基于二三维一体化的山东省数字海域工程系统设计与实现

本文通过收集山东省管辖海域已有的海洋调查相关信息,采集获取海域海岛环境和资源信息,整合处理现有海域海岛管理数据,建立了数字海域管理核心数据库,通过二维、三维、全景等手段,开发了二三维一体化的山东省数字海域工程系统。实现了海域海岛管理全部业务的信息化、网络化办理,将管辖海域过去、现状和未来进行多尺度、多时空的数字化展示,通过评价分析预测未来海域海岛管理趋势,全面提升海域海岛管理的信息化水平和公共服务能力。     

洪水预报中特征值预报的若干数学方法比较

讨论研究了水文特征值预报的数学方法,统计回归模型、神经网络模型和模糊回归模型。三个计处实例表明如果系统的线性关系较好,统计回归模型的结果最好;如果系统的线民生关系差,神经网络模型的结果最好;如果用于率定模型的资料太短,任何一个模型都不可靠。     

鄱阳湖鲌属(Culter)和原鲌属(Culterichthys)鱼类体重与体维关系

实测和回归分析鄱阳湖鲌属(Culter)的翘嘴鲌(C.alburnus)、蒙古鲌(C. mongolicus)、达氏鲌(C.dabryi)和原鲌属(Culterichthys)的红鳍原鲌(C. erythropterus)体重与体维关系.结果表明,多元回归方程能全面地反映不同体维对鱼类体重的影响,体重与体侧面积体厚的回归方程较适宜.其体重(W)与体侧面积(A)及体厚(T)的幂函数关系式分别是,翘嘴鲌:W=4.05051×10-3A0.66260T1.41994;蒙古鲌:W=3.18603×10-3A0.66845 T1.44376;达氏鲌:W=1.99310×10-3A0.70982T1.47305;红鳍原鲌:W=3.58823×10-3A0.63253T1.49465.     

基于Sentinel-2A/B的新疆典型城市不透水面提取及空间差异分析

随着城市化进程加快,自然地表物理结构及属性的变化使得城市不透水面不断增加,进而造成城市土地覆盖类型剧烈变化,极大地影响着其环境质量和生态循环。因此,探讨不透水面的空间变化规律,对建设生态、和谐、宜居城市变得极为重要。本文选取新疆维吾尔自治区（简称新疆）典型城市（乌鲁木齐、喀什、哈密及克拉玛依）主城区为研究区,通过对Sentinel-2A/B影像L2范数归一化处理,结合增强型归一化差值不透水面指数ENDISI（Enhanced Normalized Difference Impervious Surface Index）,采用最大类间方差法（OTSU）自适应确定阈值,提取2017年和2019年新疆典型城市不透水面。结果表明：L2范数归一化处理与ENDISI结合能较好的突显不透水面与非不透水面的差异;OTSU自适应确定的阈值能够很好的区分不透水面,经示例验证（2019年乌鲁木齐主城区）,不透水面提取结果总体精度为86.60%,Kappa系数为0.73。通过对不透水面空间差异分析可知：从剖面线角度分析得出乌鲁木齐北部、喀什中部和北部及哈密中东部和北部ENDISI指数值均显著增加,而克拉玛依北部和中西部区域ENDISI指数值增加较少;从不透水面盒维数分析中得出,新疆典型城市的盒维数值均呈增加趋势,城市结构复杂度不断增强,其中哈密盒维数值最大,乌鲁木齐盒维数值最低,且哈密的盒维数值变化幅度最大,克拉玛依的盒维数值变化最小。本文可为新疆典型城市内涵式发展提供科学指导,为干旱区城市生态环境保护提供理论依据。     

基于浪潮组合的台风暴潮强度等级划分

为准确定位风暴的强弱及灾害的大小,文中提出了泊松-二维对数正态分布,并将其用于海岸地区台风暴潮致灾强度的长期预测。选取青岛地区建国以来所出现的主要台风暴潮作为观测资料,以水位和显著波高系列组成样本,进行了台风暴潮重现期的统计推算。提出了判别台风暴潮致灾强度的新标准。实例显示,新标准概念清楚,简单易行,适用于青岛地区台风暴潮的强度确定。基于新模式的风暴潮强度随机分析方法对我国其它海岸地区的防潮减灾具有参考意义。     

数据融合模型选取对工业测量整体平差结果的影响分析

工业测量中,传统移站测量法的点位测量误差会随着移站次数的增加不断累积增加,导致最终的测量精度不可控。讨论了基于原始观测值和基于坐标观测值的两种整体平差数据融合方法,与传统移站测量法相比,这两种方法解算的点位精度较高且稳定。实验表明,即使融合的函数模型和随机模型等价,采用不同的融合方法,得到的融合结果并不完全等价。在实际应用中需根据具体情况选择不同的融合方法,从而得到解算精度可靠的待测点坐标。