基于MODIS谱纹信息融合的海洋溢油检测方法

鉴于仅依赖光谱特征或纹理特征的传统溢油检测算法的信息检测精度较低的问题,本文提出了一种新的光学遥感数据的谱纹海面溢油检测方法。谱是光学遥感数据的油膜敏感波段图像,纹是利用灰度共生矩阵计算获得的图像纹理特征,将这些特征相结合,引入支持向量机方法（Support Vector Machine,SVM）,建立谱纹海面溢油检测模型。本文以2006年渤海溢油事故为例,利用中等分辨率成像光谱仪MODIS的光学遥感数据对溢油进行检测,MODIS的第2波段为油膜敏感波段,所以,第2波段图像即为选取的谱特征,经过对各个纹理特征的分析得到,均值、对比和相关3个特征量可作为溢油提取的纹理特征。检测结果的总体精度达91.23%。试验结果表明,将MODIS图像的光谱特征和纹理特征相结合,可有效地对渤海海洋油膜信息进行检测,并具有很强的抑制噪声能力。     

暴雨内涝危险性情景模拟方法研究——以上海中心城区为例

本文采用地理信息系统技术（GIS）与水文/水动力学相结合的方法,使用修正的SCS模型进行产流模拟,利用局部等体积法和水动力模型进行汇流模拟,建立了基于情景的城市暴雨内涝危险性模拟工具,并对相同雨强情景下不同汇流模型的模拟结果与精度进行了对比分析。结果表明：（1）局部等体积法计算简单,对降雨的时程分配较为敏感,峰前历时和雨强对结果影响显著,较适合于雨型确定的城市暴雨内涝危险性快速模拟;水动力模型计算复杂,与整个降雨历时存在明显关系,模拟精度较高。（2）利用台风“麦莎”带来强降雨导致的积水实测数据,对模拟结果进行对比和验证,表明本文建立的水动力模型法模拟结果与实测降雨积水更为接近,更适合上海中心城区暴雨内涝危险性情景模拟。     

基于土地集约利用的长株潭城市群建设用地供需仿真模拟

土地集约利用反映了土地利用的综合状态,是协调土地供需平衡的重要指标。运用系统动力学（SD）构建城市建设用地供需反馈关系回路以及指标变量函数,在此基础上,建立长株潭城市群建设用地供需系统模型,仿真模拟低土地集约利用度、中等土地集约利用度、高土地集约利用度三种不同状态条件下,2016-2030年区域的建设用地、工业用地和居住用地供需变化趋势。结果表明：① 研究区用地规模仍处于扩张状态,城市建设用地数量增长速度总体较快。但三种发展状态下用地增长规模、速度存有差异;② 在低集约度模式下,建设用地规模及供地数量大,易造成土地资源的浪费;高集约度模式下,建设用地供给紧缩,用地规模增长缓慢,总规模偏小,不利于城镇化的良性发展;中等集约度模式则在用地规模和供给量上均与社会经济发展相适应,能体现现代城市发展理念;③ 工业用地占建设用地比例保持在15%~21%之间,其中低集约度模式下比例逐年上升,中等和高集约度模式下呈缓慢下降并趋于稳定之势;居住用地占建设用地的比例维持在27%~35%之间,其中低集约度和中等集约度模式用地占比呈下降趋势,高集约度模式比例总体维持在较高水平。研究通过对三种发展模式的设定,确定了不同指标在三种模式下的变化趋势,可为土地供需决策优化、城市建设规划及土地供给侧结构性改革提供科学参考。     

一种提高重力勘探精度的新方法

本文着重介绍了一种以直接预测油气藏为目的的高精度重力勘探的新方法，以及该方法在实际应用中的效果分析．     

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典型融雪期雪层融雪水出流条件模拟及分析

融雪期雪层融雪水的运移及流出过程模拟乃是国际冰雪水文学研究的难点之一,准确模拟融雪水的出流过程对于春季融雪型洪水的预报具有重要作用。本研究基于EM50、农业小环境监测仪和一些常规监测手段,获取了典型融雪期雪层的雪粒径、雪深及日气温数据,利用Excel、DPS、Arcgis及SPSS等分析软件对数据进行综合处理,并采用回归分析对融雪水的出流条件进行了建模分析,利用神经网络模型对模拟结果进行检验。结果表明:积温可作为融雪水外流的参考性指标,用于融雪水外流过程的预测分析;雪粒径和雪深都与融雪水外流积温条件存在显著相关性,且相关系数0.96;逐步回归可以很好地模拟融雪水外流的积温条件,模拟的误差仅为124.5℃·min,时间误差为15 min,模拟效果良好。该研究对于进一步探讨融雪期雪层融雪水的出流规律、开展雪层融雪水运移过程的数值模拟等工作具有重要意义。     

Simulation of the full two rigid body problem using polyhedral mutual potential and potential derivatives approach

Herein we investigate the coupled orbital and rotational dynamics of two rigid bodies modelled as polyhedra, under the influence of their mutual gravitational potential. The bodies may possess any arbitrary shape and mass distribution. A method of calculating the mutual potential’s derivatives with respect to relative position and attitude is derived. Relative equations of motion for the two body system are presented and an implementation of the equations of motion with the potential gradients approach is described. Results obtained with this dynamic simulation software package are presented for multiple cases to validate the approach and illustrate its utility. This simulation capability is useful both for addressing questions in dynamical astronomy and for enabling spacecraft missions to binary asteroid systems.     

尺度政治视角下的地缘能源安全评价方法及应用

通过引入政治地理学的尺度政治、国际关系学的安全理论和能源安全理论,考虑到能源争夺中的尺度转换、地缘环境中的地缘关系和地缘结构以及安全的三个属性等因素,重新构建了地缘能源安全评价模型,并基于此模型对1995-2010 年俄罗斯太平洋石油管道建设中的中国地缘石油能源安全进行了定量评价。结果表明：① 从时间上来看,中国在俄罗斯太平洋石油管道建设中的地缘石油安全指数不断攀升,中国在此石油能源尺度政治争夺中越来越处于不利地位,考虑到今后韩国、美国等国家的参与,竞争将更加激烈;② 从地缘关系上看,中日两国能源竞争指数趋于减少,但是两国从俄罗斯进口能源竞争加剧;③ 俄罗斯能源出口战略长期以来一直偏重欧洲,但是已经出现转向的趋势,其能源出口战略指数已显著下降;④ 中国石油消费的比重稳定和中俄之间友好关系在一定程度上缓解了中国地缘石油能源安全;⑤ 从地缘结构上来看,中国经济增长带动下的整体综合国力的增强,将会加剧东北亚地区的地缘石油竞争。     

基于FLAC3D数值模拟的老采空区剩余沉降量分析计算—以山东枣庄安博化工项目为例

空区的剩余沉降值计算是采空区地质灾害危险程度一种定量分析的方法,利用FLAC3D直接模拟早期采煤形成的老采空区塌陷状态,计算出老采空区的剩余沉降量。以山东枣庄安博化工项目为例,首先采用物探、钻探手段探测老采空区深度、顶板塌落与破碎状况以及地质地层信息,其次结合岩心试验地质材料参数结果进行FLAC3D模拟,计算自重作用下采空区剩余沉降量,以及加载建筑后老采空区剩余沉降值,对比了传统概率积分法计算沉降值,结果基本一致,说明计算方法是可靠的。最后分析加载应力与破碎带剩余沉降值的数量关系。为老采空区土地稳定性评估以及剩余沉降量的计算方法提供科学依据与借鉴。     

State estimation of tidal hydrodynamics using ensemble Kalman filter

This paper presents a coupling of an ensemble Kalman filter (EnKF) with a discontinuous Galerkin-based, two-dimensional circulation model (DG ADCIRC-2DDI) to improve the state estimation of tidal hydrodynamics including water surface elevations and depth-integrated velocities. The methodology in this paper using EnKF perturbs the modeled hydrodynamics and bottom friction parameterization in the model while assimilating data with inherent error, and demonstrates a capability to apply EnKF within DG ADCIRC-2DDI for data assimilation. Parallel code development presents a unique aspect of the approach taken and is briefly described in the paper, followed by an application to a real estuarine system, the lower St. Johns River in north Florida, for the state estimation of tidal hydrodynamics. To test the value of gauge observations for improving state estimation, a tide modeling case study is performed for the lower St. Johns River successively using one of the four available tide gauging stations in model-data comparison. The results are improved simulations of water surface elevations and depth-integrated velocities using DG ADCIRC-2DDI with EnKF, both locally where data are available and non-locally where data are not available. The methodology, in general, is extensible to other modeling and data applications, for example, the use of remote sensing data, and specifically, can be readily applied as is to study other tidal systems.