空间尺度转换与跨尺度信息链接:区域生态水文模拟研究空间尺度转换方法综述

空间尺度转换是近年来区域生态水文研究领域的一个基本研究问题。其需要主要是源于模型的输入数据与所能提供的数据空间尺度不一致以及模型所代表的地表过程空间尺度与所观测的地表过程空间尺度不吻合。综述了目前区域生态水文模拟研究中常用的空间尺度转换研究方法,包括向上尺度转换和向下尺度转换。详细论述了2种向下尺度转换方法: 统计学经验模型和动态模型。前者是通过将GCM大尺度数据与长期的历史观测数据比较从而建立统计学相关模型, 然后利用这个统计学经验模型进行向下的空间尺度转换. 然而动态模型并不直接对GCM数据进行向下尺度的转换,而是对与GCM进行动态耦合的区域气候模型(RCM) 的输出数据进行空间尺度转换. 通常后者所获得的数据精度要比前者高,但是一个主要缺点就是并不是全球所有的研究区域都有对应的RCM。还详细论述了2种向上尺度转换方法: 统计学经验模型和斑块模型。前者是建立一个能代表小尺度信息在大尺度上分布的密度分布概率函数, 然后利用这个函数在所需的大尺度上进行积分而求得大尺度所需的信息。而后者是根据相似性最大化原则将大尺度划分为若干个可操作的小尺度斑块,然后将计算的每个小尺度斑块的信息平均化得到大尺度所需的信息。通常在计算这种斑块化的小尺度信息的时候,对每个小尺度也会采用统计学经验模型来计算代表整个斑块小尺度的信息。建议用斑块模型与统计学经验模型相集合的方法来实现向上的空间尺度转换     

地震波数值模拟的非规则网格PML吸收边界

以格子法为基础,以声波方程为例研究非规则网格PML(Perfectly Matched Layer)方法.本方法的核心是建立局部坐标系下的分裂方程和基于积分近似的微分方程弱形式.该非规则网格模拟方法允许在计算域内设置任意形状的人工边界.对于二维半空间问题,与采用矩形人工边界相比,采用半圆形人工边界可减少计算量20%以上.采用光滑的曲边界,不仅可减少计算区域,还可避免常规的PML吸收边界在吸收带角点区域的特殊处理.本方法事先计算和存储边界单元的局部几何参数,在计算的每一时间步查表调用这些参数,与常规的直边界PML方法相比,不增加任何计算量.     

弱各向异性介质弹性波的准各向同性近似正演模拟

准各向同性(QI)近似可用于弱各向异性介质的正演模拟.本文通过运用QI方法的零阶和一阶近似,计算了VTI介质模型的地震记录.得出的地震记录与标准各向同性射线理论(IRT)和基于伪谱法的三维地震正演模拟得出的地震记录作了比较,可以认为是精确的合成地震记录.     

A high precision comprehensive evaluation method for flood disaster loss based on improved genetic programming

Precise comprehensive evaluation of flood disaster loss is significant for the prevention and mitigation of flood disasters. Here, one of the difficulties involved is how to establish a model capable of describing the complex relation between the input and output data of the system of flood disaster loss. Genetic programming （GP） solves problems by using ideas from genetic algorithm and generates computer programs automatically. In this study a new method named the evaluation of the grade of flood disaster loss （EGFD） on the basis of improved genetic programming （IGP） is presented （IGP-EGFD）. The flood disaster area and the direct economic loss are taken as the evaluation indexes of flood disaster loss. Obviously that the larger the evaluation index value, the larger the corresponding value of the grade of flood disaster loss is. Consequently the IGP code is designed to make the value of the grade of flood disaster be an increasing function of the index value. The result of the application of the IGP-EGFD model to Henan Province shows that a good function expression can be obtained within a bigger searched function space; and the model is of high precision and considerable practical significance. Thus, IGP-EGFD can be widely used in automatic modeling and other evaluation systems.     

一种针对海洋GIS应用的建模方法研究

为提高海洋GIS分析效率,使系统分析模型更简洁、更具领域特性,在分析相关针对GIS建模研究的基础上,利用UML的扩展机制,定义针对海洋GIS的面向对象建模语言UML-M。描述UML-M的元模型,研究基于UML-M的空间对象和空间关系的模型表现方法,包括简单空间对象、覆盖对象、复杂空间对象、时空对象等。实例分析表明,UML-M可以很好地应用在海洋GIS中。     

基于GIS和VRML技术的东圳水库3维仿真建模

以福建省莆田市东圳水库为例,讨论了基于VRML的水库及其周围地理环境、流域状况仿真建模过程,以及所采用的技术和方法。通过仿真系统可以直观分析水库的环境情况,水库管理者可在场景中漫游,从不同位置进行观察分析,进而提出相应解决措施。同时该系统作为对水库进行研究的人机交互平台,可进行实时完善和扩展。     

利用LiDAR技术生产真3维电子地形图的研究

2006年3月,南京市测绘勘察研究院有限公司利用Optech公司的ALTM3100在南京市成功获取到10 km2的LiDAR数据。在此数据基础上,笔者对如何利用LiDAR技术与数据进行真3维电子地图制作进行了较为深入的研究,对其关键步骤在文中进行了阐述。最后,提出自己在城市3维建模技术方面的观点。     

基于Vulcan的西岭金矿床三维地质模型构建及资源量估算

通过对西岭金矿区域地质和矿区地质的研究,搜集和整理了矿区的地质资料.在充分学习了澳大利亚Vul-can软件的技术后,基于该软件首次建立了矿区地质钻孔数据库,构建了矿区的多个三维可视化地质实体模型和块体模型,并利用距离幂次反比法和普通克吕格法2种品位估值方法分别进行了资源量估算,并与传统的地质块段法的计算结果进行了对比,...     

考虑动水压力影响的单柱式桥墩地震反应分析

在Morison方程的基础上,用附加水质量法考虑动水压力对桥墩的影响,以单柱式桥墩为研究对象,以ABAQUS有限元软件为计算平台,建立了考虑桩-土动力相互作用的单柱式桥墩地震反应分析模型,考虑土体和桥墩混凝土的动力非线性特征,分析了地震动作用下动水压力对单柱式桥墩的墩顶相对墩底位移、加速度、剪力和弯矩反应的影响,并探讨了水位对单柱式桥墩地震反应特性的影响。结果表明:动水压力改变桥墩的地震反应特性,增大了桥墩顶部相对底部的位移、墩顶绝对加速度和墩底的内力,水位变化影响桥墩的地震反应特性。对于深水桥墩抗震设计计算,考虑动水压力效应、水位变化是有必要的。     

末次盛冰期东亚气候的成因检测

在国际古气候模拟比较计划设置的标准试验方案下,首先利用中国科学院大气物理研究所的全球大气环流模式（IAP-AGCM）模拟了末次盛冰期东亚气候状况,然后通过4组数值敏感性试验逐一模拟了大气CO₂浓度、海洋表面温度（SST）和海冰、陆地冰盖和地形、东亚植被变化4项强迫因子的单独气候效应,进而对末次盛冰期东亚气候的成因进行了检测。结果表明,末次盛冰期除华南局部略有升温外,中国年均地表气温显著降低,降温幅度总体上向北增大,青藏高原处存在一个降温中心。其中,SST和海冰变化是华南局部略偏暖的主因,它同时导致了东亚其他区域地表气温的显著降低,特别是在东北亚地区;陆地冰盖和地形变化对于东亚地表气温的显著冷却作用主要体现在东亚的西北部;大气CO₂浓度降低会引起东亚地区0.2～0.9℃的普遍降温;相对而言,东亚植被的降温作用（0.5～1.0℃）主要显现在中国40°N以南的区域。与此同时,SST和海冰变化能引起中国东部年均降水一定程度的减少,而大气CO₂浓度、陆地冰盖和地形、东亚植被单独变化均不会显著影响东亚年均降水的分布状况,然而,上述四项因子的共同变化会通过协同作用引起中国东部年均降水的显著减少,西部地区降水则与现在差别不大。此外,末次盛冰期东亚夏季风的显著减弱源于SST和海冰变化,冬季风变化则可归因于SST和海冰、陆地冰盖和地形的变化。