基于重力地质法反演南海海底地形

基于重力地质法(GGM)采用卫星重力异常数据反演了中国南海112°E~119°E,16°N~20°N范围1'×1'的海底地形模型,通过船测水深数据的直接格网化结果和ETOP01模型的检核进行了精度评价。结果表明,GGM模型较船测水深的直接格网化结果更为精细,在船测控制点分布均匀的海域,GGM模型能获得比ETOP01模型更高的精度。为进一步验证GGM模型受海底地形特征影响的情况,采用GGM模型与ETOP01模型分别内插出9356个检核点处的水深,并统计得到两模型差值的较差结果平均值为19.560m,标准差为130.156m,相对精度为4.79%。经分析得出:GGM模型与ETOP01模型在坡度变化平缓深海区有着较好的一致性,随着水深的依次变浅,二者的差异逐渐显现,在多海山的海域差异达到最大。最后,为充分发挥重力地质法在海底地形反演中的优势总结了其最佳适用条件。     

自然海岸资源价值核算方法研究与应用

文章通过构建自然海岸资源价值核算指标体系,确定了评估因子量化标准,建立了自然海岸基本价值核算系数计算模型、服务价值核算系数计算模型、综合核算系数计算模型和基准价值计算模型。在此基础上,构建了自然海岸资源价值核算模型,并应用其模型对大连市大陆自然海岸资源价值进行核算。最终得出大连市大陆自然海岸资源总价值约为2 409亿元。     

海域无人机全景监视监测技术及其应用

为充分利用先进设备和技术,提高我国海域使用动态监管水平,文章介绍无人机全景技术及其作业流程,并分析大笔架山海域无人机全景监视监测实例。研究结果表明:目前全景图主要利用普通相机拍摄的照片经专业图像软件后期处理生成,在多个行业领域应用,结合无人机的利用可大大扩展视野,具有快速高效、安全可靠和操作简便等优势,但在测量、自动化和视距等方面仍存在局限性;无人机全景图作业主要包括方案制订、数据获取、数据处理和图像发布4个步骤;海域无人机全景监视监测工作的开展为大笔架山海域使用动态监管提供有力的数据支撑。     

一种三维激光点云中建筑物立面渐进分割方法

针对建筑物立面分割的问题,该文提出了一种三维激光点云中建筑物立面渐进分割方法。建立三维格网索引,通过分析建筑物立面在三维格网内的空间分布特征和二维平面格网内投影的线性分布特征,确定立面种子格网和投影线的拟合点,拟合投影线并基于种子格网约束生长完成每层格网中立面粗分割;使用RANSAC算法对粗分割后的立面点云进行面拟合,实现精细分割,并将各层格网中的立面进行合并,实现建筑物立面的完整分割。实验结果表明,该方法能有效地实现建筑物立面的精细化分割,有助于后续的建筑物精细三维模型重建。     

基于投影变换的线阵旋转扫描相机标定方法

针对线阵旋转扫描相机标定数据难以获取及模型解算不稳定的问题，提出了一种基于投影变换的线阵旋转扫描相机标定方法。首先构建了一种新的线阵旋转扫描相机成像模型，该模型可以根据相机旋转平台参数、线阵旋转扫描相机成像平面与其切平面的位置关系将旋转扫描图像投影为框幅式图像；然后根据构建出的成像模型，采用直接线性变换法和非线性优化方法进行相机标定和参数优化。试验结果表明，此方法简单易行，具有较高的精度。     

地基干涉雷达IBIS-S桥跨结构振动变形测量与模态分析

地基雷达干涉测量技术能够以较高的时空采样频率获取线性结构目标整体瞬时变形状态。本文将该技术引入大型桥梁桥跨结构的振动变形测量与模态分析中。对动静载试验过程中的武汉二七长江大桥东岸桥跨结构开展连续变形监测，利用频域分解法计算桥跨结构的自振频率、阻尼比和模态振型。计算结果表明，地基干涉雷达干涉测量技术能够快速探测桥跨结构竖弯模态，特别适用于灾后大型线形结构健康状态的应急检测。     

降水集中度的变化特征及影响因素分析——以山西为例

基于山西14个站点1957—2014年逐日降水资料,计算年尺度与多年尺度下的降水集中指数（CI）和极端降水指数（R_95p和R_99p),利用统计方法,研究了山西降水集中度的时空变化和影响因素。结果表明,CI值与R_99p显著正相关,CI值增大则发生极端强降水几率增大。多年尺度CI值体现出明显的纬度地带性和较大的局地空间差异。受温带大陆性季风气候控制,山西省降水CI值介于0.59~0.64,相对亚热带地区较小,且变化范围较小。总体上年尺度CI值呈下降趋势,五台山、右玉、五寨、运城等站点下降趋势显著。盆地区域较高山高原区的CI值更大且下降趋势不显著,更易于发生极端降水事件。较高的高程和较大的变幅可增强高程对CI值的影响。太平洋年代际振荡（PDO）与年尺度CI值显著负相关。PDO冷位相时期,西太平洋副高西进、偏强,CI值偏高,发生极端强降水的可能性增大。本研究揭示了自然地理条件和海-气相互作用对区域尺度降水集中度存在复杂的影响。     

全球LNG海上运输网络演化及中国贸易现状分析

随着“碳达峰”、“碳中和”发展目标的提出,液化天然气（Liquefied Natural Gas,简称LNG）作为清洁低碳能源逐渐受到能源市场的重视。在此背景下,重点分析LNG海上运输网络演化模式,对掌握全球能源格局动态和中国的进口贸易现状具有重要意义。本文利用船舶轨迹数据和复杂网络理论,聚焦2018—2020年全球LNG海上运输网络演化趋势;同时针对中国的贸易现状,重点分析中国LNG进口来源、主要进口港分布及进口量排名前三的进口港的货源流入状况。结果表明：① 2018—2020年,全球LNG海上运输网络呈扩大趋势,并呈现出“无标度”特性;同时骨干网络节点连接的“广度”和“深度”正在增强,全球LNG贸易存在趋于垄断的风险;② “一带一路”国家贸易参与度强,中北美、南亚和东南亚地区的进口港数量和进口航次数增长尤为明显,萨贝塔、邦尼按照贸易出口量排名已进入全球前八;③ 网络的平均最短路径值在2018—2020年逐年递增,“转运港”业务新模态逐渐兴起;截止到2020年共有21个转运港口参与LNG贸易中,美国占据全球转运的主导地位;④ 中国的LNG进口货量规模发展迅速,海上运输网络流向趋于多元,但澳大利亚仍占据主要来源地位;按照进口量统计天津港、深圳港和永安港排名前三,“减碳”压力促使经济发达地区建设接收站并且不断增大进口量。     

强制水退背景下湖盆古水深变化特征探讨: 以涠西南凹陷西部渐新世早期湖盆为例

强制水退在地质历史时期普遍存在, 但由于物源供应不匹配, 地质记录较少, 研究案例更少。以南海西北部北部湾盆地涠西南凹陷渐新世早期涠四段湖盆为研究对象, 利用地震反射结构法开展了湖盆古水深恢复研究, 明确了强制水退背景下古水深变化特征, 并进一步探讨了利用三角洲前积结构法研究古水深的恢复方法。研究表明, 渐新世早期涠四段沉积时, 涠西南凹陷物源充足, 周缘发育大型下切河谷, 凹陷内发育大型斜交前积反射结构, 具有典型的强制水退特征, 形成了较大规模的强制水退体系域。通过对典型前积剖面的精细解剖, 识别出了强制水退体系域中的6个典型前积反射层。结合地震、钻井与砂泥岩压实系数, 恢复出湖盆古水深介于111.2~286.5 m, 平均为218.5 m。自湖盆边缘向中心方向, 前积层的高度和倾角呈先缓慢增大后快速减小特征, 表明湖盆古水深具有相似的变化特征。其中水深方面早期在230 m左右, 至中晚期逐步加深至280 m左右, 末期快速下降至110 m, 相较最大水深变化幅度达61.5%;前积层倾角早期在10°左右, 至中期达14.5°后逐步下降, 末期快速变化至2.9°, 倾角变化幅度达79.8%。结合区域地质研究认为涠四段沉积时经历的地质时期小于2 Ma, 古水深与前积层倾角在不到2 Ma内快速剧烈变化, 与强制水退特征基本一致, 印证了地震反射结构的响应特征。从理论模型和恢复参数优化方面探讨了利用三角洲前积结构进行古水深恢复的可行性与未来研究方向。上述研究成果为丰富和完善强制水退背景下湖盆古水深变化特征的认识提供了重要参考。      

三类边坡失稳判据的统一性

将热力学理论中材料破坏的能量机制引入边坡工程中,推导了强度折减过程中边坡的能量方程,利用FLAC3D二次开发了能量的计算程序,并应用于某经典边坡算例中。通过与Spencer法的计算结果对比发现：强度折减法中边坡的稳定性与能量变化关系紧密,由此提出了4种新的失稳判据--能量突变失稳判据,且4种能量突变失稳判据理论上是统一的。通过对比发现：动能突变判据与数值计算收敛性判据、重力势能降突变判据与特征点垂直位移突变判据、耗散能增量突变判据与塑性区贯通判据分别存在对应关系,证明了常见的3类失稳判据也是统一的。通过算例试算发现,3类判据判定结果不相等主要是由收敛标准和网格精度等人为因素造成的,本质上是因为数值计算是一种近似解。工程应用中,可通过3类失稳判据判定结果的一致性来自评安全系数的计算精度,一致性越好,精度越高。提高计算精度的根本办法是严格收敛标准和精细网格划分,但应同时兼顾数值计算的时长,从而实现计算效率最大化。