雷暴探测研究的进展

基于达州市2015年10月-2016年9月的闪电定位和探空观测资料,以850 hPa与500 hPa温差、大气可降水量、K指数、对流有效位能、对流抑制和抬升指数作为雷暴预警因子,利用投影寻踪动态聚类方法对该时段内的雷暴个例构建了预警模型。结果表明：（1）模型预报结果定量评估的临界成功指数为72.00%,该模型对个例达到了识别和预警效果;（2）该预警模型与常规预警方法相比,具有识别率高,计算简便,客观性强等特点,可为雷暴预警提供了一种新的客观预报方法。

     

Geomorphic natural hazard on loess terrain: expansion on the gully sidewall

Natural Hazards - Gully sidewall expansion is an important geomorphic natural hazard, and the expansion destroys a large extent of agricultural land in the loess regions every year. The main aim of...     

乌池坝隧道围岩不定位块体稳定性分析

乌池坝隧道是沪蓉西高速公路恩施至利川段的控制性工程。随着隧道的开挖,岩体沿其切割结构面或临空面产生整体或局部移动,导致围岩失稳而不能施工。针对隧道施工揭露的围岩地质信息,通过几何分析和力学分析,研究该隧道ZK259＋738-ZK259＋768段围岩不定位块体的空间分布,识别关键块体及其破坏类型,并对比运用UNWEDGE软件建立了该段隧道和围岩块体的三维模型,对其中关键块体进行稳定性评价,计算加固所需的锚固力。研究表明,在超前预报中根据隧道施工的围岩地质信息可以有效地识别围岩块体,获得不定位块体分布状况、查明关键块体,在工程实际块段能确定相应块体稳定性系数及工程安全所需锚固力。     

基于纹理特征和机器学习的卫星云图分类实验

准确识别云对提升天气预报和气候预测准确性有着重要意义,传统的阈值法和聚类法很难找出统一通用的阈值标准和方法,随着机器学习在云分类领域的应用和发展,在分类速度和分类精度上都有了明显提升。本实验对风云二号G星的红外云图进行预处理并构建卫星云图样本库,通过提取云图纹理特征再结合支持向量机（SVM）、随机森林（RF）和XGBoost分类器实现了对“晴空”、“层积云或高积云”、“积雨云”、“密层云”和“卷层云”的分类,实验结果表明：①三种分类器对该实验云分类的平均准确率分别为RF（62.5%）＞XGBoost（61.7%）＞SVM（60.0%）;②三种分类器对“层积云或高积云”的分类都最好且稳定,平均分类精度均达到了90%以上,最高为91.5%;③SVM对密层云（67.9%）、RF对卷层云（68.9%）、XGboost对晴空（68.3%）的分类效果次之,平均分类精度均达67%以上。     

面向自然资源信息提取的多源异构数据融合技术——以汉江流域NDVI数据为例

高时空分辨率的自然资源指标数据对大尺度自然资源动态观测与趋势评估至关重要。大数据时代下的海量多源数据为数据高效融合利用提供了可能。以重构汉江流域归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)数据为例,搭建了PostgreSQL自然资源时空大数据处理底层架构,集成了数据级融合法、特征级融合法和决策级融合法,基于机器学习算法构建了一套面向自然资源信息提取的多源异构数据智能融合技术,实现了多源数据的高效利用与特征空间优选。同时,重构了2000—2019年汉江流域NDVI 1 km逐年数据集,全面反映了汉江流域植被动态变化。研究结果可为地球科学时空大数据的高效提取与模拟分析提供科学参考,为定量核算林草资源禀赋规模、探究生态系统时空演变规律提供一种更精准、更便捷的技术手段。     

北斗中长基线静态测量精度初步评估

北斗卫星导航系统已于2012年12月27日开始正式提供区域服务,可为亚太地区用户提供定位、导航、授时和短报文通讯等服务,在精密定位方面有很大潜力。本文通过使用南方测绘GNSS后处理软件对长度范围为13~94km的6条基线的北斗静态测量数据进行处理,并将其解算结果与GPS相应解算结果和已知坐标进行比较,初步评估北斗静态测量精度。试验结果显示,基于广播星历对北斗中长基线(100km)静态测量(4h)数据进行解算的基线精度可达4cm,因此北斗中长基线静态测量已具有很大的研究价值和应用前景。     

汉江兴隆水利枢纽下游近坝河段枯水位下降及成因分析

汉江兴隆水利枢纽运行后,坝下游近坝段枯水位较建坝前下降明显,500~800 m³/s流量下,2021年较运行前坝下水位累计下降2.47~2.55 m,对工程安全及效益发挥带来不利影响。基于水文、断面、水下地形等观测资料,对枯水位下降的原因进行深入剖析。结果表明,兴隆水利枢纽的拦沙作用有限,皇庄以上沙量减少是兴隆以下河床冲刷加剧的重要原因,高水调平导致的年内枯水上滩几率下降和航道整治护滩工程是强冲刷过程中“滩淤槽冲”的核心因素。坝下游河段枯水河槽冲刷及汉口最低水位下降是造成兴隆近坝段枯水位下降的直接原因。随机森林算法分析显示,对兴隆坝下水位变化影响最大的因素为兴隆站输沙率的锐减。此外,航道整治工程、河床边界条件对枯水位下降也有十分重要的驱动作用。兴隆坝址及下游河段的河床组成偏细,2012-2022年虽然河床剧烈冲刷,但床沙组成没有出现粗化的现象,预计河床仍将继续冲刷下切,枯水位尚未达到稳定状态。     

一种便携式船舱容量测量技术

针对传统的基于全站仪的船舱容量计量方法存在采样点密度不足、人为影响因素较大、自动化程度不高等缺点,该文提出了一种基于结构光和近景摄影测量技术的便携式船舱容量测量技术。首先利用结构光为船舱内壁提供纹理信息,然后基于近景摄影测量技术获取舱室表面点云,最后基于Nurbs曲面拟合船舱内壁三维模型并计算船舱容量。实验结果证明,该技术具有可行性和可靠性,能满足高精度舱容计量需求。     

"7.23"水城特大滑坡事件的降水背景分析

2019年7月23日21时20分贵州省水城县鸡场镇坪地村岔沟组发生特大山体滑坡(简称"7.23"水城特大滑坡),21栋房屋被埋,42人遇难、9人失联。本文利用高空及地面常规观测资料、地面加密观测资料、FY-2G相当黑体亮温(TBB)、NCEP/NCAR FNL格点再分析资料对此次特大滑坡的气象背景进行了诊断分析,得到如下结论:(1)"7.23"水城特大滑坡出现在降水停止后16 h,滑坡前一晚22日夜间降水局地性较强,主要降水时段出现在22日20—23时,距滑坡时间24 h左右。距滑坡点960 m处最大雨强为19.5 mm·h-1(20—21时),距滑坡点2.7 km处最大雨强为56.9 mm·h-1(21—22时)。(2)滑坡前一周当地出现了三场降水,分别为两场大雨及一场暴雨。大雨以上较强降水对100 cm以上土壤体积含水量变化影响大,较强降水使100 cm以上土壤含水量增加迅速,但对100 cm以下的渗透作用微弱。(3)滑坡前一晚22日夜间的降水发生在副热带高压西侧西低东高的背景下,水汽条件充沛并具备一定的不稳定能量条件,但触发抬升能力偏弱。(4)22日20时地面中小尺度低涡的生成激发了分裂后的对流云团的重生和发展,重生后的β中尺度低涡云团在发展最强阶段造成了滑坡点附近的局地强降水,是22日20—23时滑坡点附近降水增强的直接影响系统。(5) 22日多个要素分析显示,弱冷空气接近水城时激发了初始对流和降水。弱冷空气维持少动期间,降水在其南侧的暖区一侧加强。(6)较强降水使土壤表层增湿、含水量增加,但仍难以判断降水是滑坡的主要诱因,山坡岩体结构改变、重力与支持力之间的平衡被打破可能才是滑坡的重要原因。     

高延性FRP加固大尺寸混凝土柱轴压力学性能研究

现有纤维增强复合材料（FRP）约束混凝土短柱的研究多基于小尺寸试件,对大尺寸试件的研究较少。聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维增强复合材料（PET FRP）和聚萘二甲酸乙二醇酯纤维增强复合材料（PEN FRP）是由回收废弃塑料制成的环保型高延性FRP。高延性FRP具有超过5%的断裂应变,超过传统FRP断裂应变（1.5～3%）。本研究对8个PET FRP约束混凝土圆柱（直径300、400 mm试件各4个）与8个PEN FRP约束混凝土方柱（边长300、400 mm试件各4个）进行轴压力学性能试验,研究构件截面形状、FRP层数等参数对试件轴压力学性能的影响。试验结果表明：高延性FRP约束混凝土柱应力-应变曲线由3个不同的部分组成;部分高延性FRP约束混凝土柱应力-应变曲线第2段出现了下降段,与约束刚度较小有关;相同尺寸的试件,随着高延性FRP层数（厚度）的增加,试件承载力提高,延性更好;对于PEN FRP约束混凝土方柱,在同一轴向变形、高度区域处,环向面应变较环向角应变大,且环向面应变的增加值大于角区域;采用现有高延性FRP约束混凝土柱模型,对约束圆形和方形混凝土柱轴压力学性能提供相对合理的预测。