煤矿区地质环境与地质灾害遥感集成监测系统的关键技术

面向“数字矿山”应用系统的需要,在分析煤矿区地质环境和地质灾害特点及其在遥感监测理论依据的基础上,提出了煤矿区地质环境与地质灾害遥感集成监测系统的技术思路和体系结构,强调各种监测技术手段、不同时空尺度、不同数据源和不同主题信息的集成,并针对这一集成系统实现与应用中的多目标遥感信息处理、环境传感器网络应用、遥感监测数据与专题分析模型的集成、数据质量控制等关键问题进行了探讨。     

时频测控技术的发展

目前，在所有的物理量中时间与频率标准的物理实现具有最高的准确度和稳定度，它们的发展不但在计量技术中，而且在几乎整个高科技领域中起着十分重要的作用。这方面的发展一直受到发达国家的高度重视。根据近年来与国外同行的技术交流和了解的情况，对时频测控技术的发展和影响等作了介绍。     

液压传感间接测量水位计的研制及其应用

压力式水位计在水文自动测报系统中很难推广的主要原因是泥沙对传感器的影响,泥沙不但会使传感器测量精度达不到测验要求,而且由于泥沙淤积还会给水位计的日常维护带来很大不便。目前进口传感器测量精度高、稳定性能好,但仍避免不了泥沙的影响。针对这一问题,提出了一种新型压力式水位计———液压传感间接测量水位计,该水位计解决了泥沙对压力式水位计的影响,是一种具有很大发展前景的水位测量仪器。     

姿态修正技术在黄河河口测验中的应用

为了解决黄河三角洲附近海区测验中测船姿态对单波束数字测深数据的影响,本文利用姿态传感器对测船的姿态进行了有效改正。试验结果表明,姿态修正技术对数字测深仪瞬时水深进行改正后,其测深结果与传统的人工水深曲线改正后成果比较,中误差为0.089 m,试验段面0 m线以下面积相差不超过0.22%,符合国家规范要求,提高了海区测验中测深成果的精度,为数字技术在海区测量的应用提供了技术保证。     

光纤传感测温、测压技术在深孔钻探中的应用探

深孔钻探、测井及页岩气开发都需要测量范围宽、性能稳定、结构紧凑的温度、压力检测技术及设备。分布式光纤传感测温、测压技术及系统是一门新兴技术,其推出将对我国资源勘查、油气生产产生积极作用。探讨了该技术在深孔钻探中应用的必要性和可性性。     

准全球陆表干旱严重程度的多传感器遥感监测方法研究

在全球气候变暖的背景下,持续的干旱事件将对生态系统和人类社会产生不利影响。尽管存在多源卫星遥感资料及多种干旱指数,然而区域和全球尺度干旱事件的监测仍具有挑战。采用TRMM（Tropical RainfallMeasuring Mission）数据量化降水异常、MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）和陆表温度（Land Surface Temperature,LST）数据表征植被生长异常,构建了一种兼顾降水异常和植被生长状况异常的多传感器陆表干旱严重程度指数（Multi-sensorsDrought Severity Index,MDSI）。结果表明:MDSI 能够准确检测准全球范围（50°S～50°N,0°～180°～0°）的气象干旱事件,如亚马逊流域2005 和2010 年干旱、中国川渝地区2006 年干旱、中国云南2010 年干旱、非洲东部2011 年干旱、2012 年美国中部干旱等;MDSI 与PDSI（Palmer Drought Severity Index）呈现出大致相同的干湿空间格局,并且MDSI 有助于湿润地区干旱程度的检测。     

页岩气储层水平井压裂分布式光纤邻井微振动监测及震源位置成像

水力压裂是进行非常规油气储层改造,提高单井产量的必备技术.为了实现安全、高效压裂,通常使用地震检波器进行微地震监测和压裂效果评估.一般情况下,井中检波器数量较少且采集方位角较窄,难以获得准确的微地震震源位置,导致无法准确评估储层改造情况.通过将光纤永置式布设于页岩气储层水平井的套管外,我们实现了基于水平井光纤分布式声波传感（Distributed Acoustic Sensing,DAS）的全井段、宽方位、高密度水力压裂过程微振动实时监测,并进一步使用震源扫描算法对监测到的微地震有效事件进行震源位置成像.合成数据算例表明,与常规检波器技术相比,DAS技术具有以下两点优势：（1）DAS技术实现了水平井全井段监测,显著增加了监测数据的采集方位角,可以有效提升震源位置成像的空间分辨率;（2）DAS技术显著增加了监测数据的空间采样密度,可以有效提高低信噪比监测数据的震源位置成像精度.昭通页岩气储层水力压裂监测数据算例进一步验证了DAS技术的有效性,表明了宽方位、高密度的DAS数据可以获得高分辨率的震源位置成像结果,有助于提高储层改造效果评估的准确性.

     

分布式光纤声波传感微振动响应特征

分布式光纤声波传感技术(Distributed Acoustic Sensing, DAS)利用光纤中的瑞利散射来获取振动信息, 具有高密度、低成本、可长时监测等优点, 目前已经广泛应用于地震勘探领域.DAS系统可用于采集沿光纤轴向的应变或应变率, 且DAS响应与地震波传播方向和偏振方向有关.本文推导获得了不同震源模型的应变辐射花样, 并通过数值模拟获得了不同震源机制和不同布设条件下的分布式光纤微振动数据.理论合成算例结果表明, P波的应变辐射花样和速度辐射花样在各类震源机制条件下都具有较为相似的形态, 而S波的两种辐射花样在某些震源机制条件下具有较为明显的形态差异.此外, 包含DC(Double Couple, 双力偶)成分震源的S波DAS响应记录与常规速度检波器记录相比, 极性反转的位置具有较大差异.

     

智慧城市的概念、支撑技术及应用

根据应急任务的观测需求,确定了天基传感器在应急任务时的观测组合问题模型。从允许按需调整观测需求要素的权值角度出发,提出了一种面向应急任务的天基传感器观测组合评定方法,实现了对天基传感器观测组合的定量评定。实验结果表明,此方法用于天基传感器观测组合方案的优势程度选取是可行的。     

物理模型试验光纤传感测试方法应用进展

室内模拟试验是岩土力学与工程地质领域科学研究的重要手段之一。光纤传感测试是一种高精度、实时性、分布式和并行式的测试技术,构建物理模型试验光纤传感测试方法,推动了模拟试验技术的进步,为现场工程可以提供更可靠的指导。本文列举了常用模型试验光纤传感测试技术,综述了岩土力学与工程地质在5个方面应用模型试验光纤传感测试的进展,并对光纤传感器的结构形式、温度补偿、传感器标定、布设工艺等应用关键问题进行了总结,探讨了光纤与模型材料变形同步、协调和相容的关系。表明基于光纤传感技术的多尺度、多源信息模型试验研究将成为未来岩土力学与工程室内试验的热点。