基于TM图像和夜间灯光数据的区域城镇扩张监测——以浙江省为例

以浙江省为研究区,利用收集到的Landsat TM图像、DMSP/OLS夜间灯光数据及其他辅助数据,开展区域城镇扩张监测方法的研究,并在此基础上分析了浙江省1995—2010年间城镇扩张的时空特征。结果表明:基于分类回归树算法,综合利用TM数据和DMSP/OLS夜间灯光数据,可精确稳定地提取城镇信息;1995—2010年间,浙江省城镇用地持续增加,除洞头县、庆元县、文成县、云和县、兰溪市、龙泉市和绍兴市等7个县市扩张加速度有所减缓外,全省其余市、县均处于加速扩张阶段;浙江省城镇扩张地域差异明显,表现为沿海地区的城市化水平整体高于内陆地区,地势平坦地区高于地形复杂地区,从而形成了杭州、绍兴、温州3大沿海城市群和以金华为中心的内陆地区中小城市带。     

理想地形下不同云微物理方案对登陆台风降水增幅影响的数值研究

利用WRF（Weather Research and Forecasting）模式,在理想岛屿地形条件下设计了云的微物理冰相过程中水凝物中有霰和无霰的两个对比试验,考察了台风登陆时复杂冰相和简单冰相对台风移动路径、强度和降水增幅的影响。结果表明：1）云微物理过程中有霰的复杂冰相过程时,具有更强烈的云“播撒”效应,因而对台风降水具有明显增幅作用。2）当台风受到理想地形作用时,地形对云“播撒”效应引起的增幅作用具有放大作用,此时台风眼墙非绝热加热量形成明显增强中心,使得台风降水增幅明显。3）当台风登陆时,云微物理冰相过程使得台风越山时存在向西北指向的涡度变化倾向。     

城市区域几何效应的辐射校正及其温度遥感反演

开展适用于城市地区热红外遥感图像几何效应的辐射校正物理模型研究,对提升城区下垫面温度反演精度具有重要作用。本文利用天空视域系数SVF（Sky View Factor,V）量化城区下垫面几何特征,并考虑几何特征对地物目标辐射传输的影响机理。将遥感传感器入瞳处的辐射亮度分解为地物目标发射辐射、地物目标反射辐射以及大气上行路径辐射3部分,并分析了各部分辐射在“城区—大气”界面的辐射传输过程,构建适用于城市下垫面的热辐射传输UTRT（Urban Thermal Radiation Transfer）模型,可应用于城区热红外遥感图像的几何效应辐射校正。基于Landsat 8 TIRS（Thermal Infrared Sensor）数据,将UTRT模型应用于北京市典型城区地表温度的反演,并对UTRT模型和不考虑下垫面几何特征反演结果进行对比分析,结果显示：（1）研究区内UTRT模型反演结果数值上整体低于不考虑下垫面几何特征的反演结果,差值范围为0—1.57 K,均值为0.44 K;（2）通过对不同地表覆被类型的分析对比,模型结果差值较大的区域为建筑和裸地,其空间分布明显受V值的影响,在一定范围内,V值越大反演结果数值越低;（3）对UTRT模型天空视域系数和环境温度两个参数进行敏感性分析,在地表发射率较小的场景中V参数敏感性较强,由于环境温度与目标地物温度较为接近,其参数的敏感性较低。结论为：UTRT模型可为城市下垫面遥感图像几何效应的辐射校正提供解决方案,对比不考虑下垫面几何特征的模型,前者可以更好地应用于城区地表温度遥感反演。该研究对推进城市高分辨率热红外定量遥感具有发展潜力和应用前景。     

顾及城区形态特征的太阳辐射传输模型及其遥感应用

准确量化地表太阳辐射量是反射率遥感反演之基础,开展城区表面辐射研究具有重要意义。本文选择天空视域因子（V）表征城区下垫面形态特征,并区分太阳直接辐射、天空漫辐射以及环境辐射的不同影响,构建了城区表面太阳辐射模型USSR（Urban Surface Solar Radiation）;然后,以Landsat 8可见光和近红外波段遥感数据为例,分析了USSR模型对于量化城区表面太阳辐射的应用前景。研究结论为：（1）USSR模型以天空视域因子为核心要素,清楚量化了城区表面各辐射分量,有效模拟了城区表面太阳辐射传输过程,能够较好地表达城区下垫面形态结构对入射辐射的影响;（2）将USSR模型应用于Landsat 8遥感数据可见光和近红外波段时,基于USSR模型估算得到的城区表面太阳辐射,与不考虑下垫面形态特征影响相比,前者可以较好地表达城区下垫面对入射辐射的“截留”作用;（3）USSR模型估算结果与TEB模型相比,二者具有较高的相关性,间接验证了USSR模型的可用性;（4）对USSR模型的V和下垫面反射率两变量进行敏感性分析,显示随着V值的增加,结果呈递增趋势;通常情况下的地表反射参数P设置值,相对于参数V的影响要弱,呈现不敏感性。本文提出的USSR模型可订正城区表面太阳辐射值,从而拓展城市遥感的应用深度和广度。     

坚硬致密“打滑”地层新型自锐金刚石钻头的研究

针对坚硬致密“打滑”地层研制了一种新型自锐金刚石钻头。室内微钻试验及现场钻进试验均表明:在钻进极坚硬致密“打滑”地层时,相对于普通金刚石钻头,新型自锐金刚石钻头可提高钻头机械钻速1～3倍,且钻头寿命相对较高,为攻克“打滑”地层提供了一种有效的碎岩钻进工具。     

塔西南寒武系—奥陶系斜坡带特征与油气成藏条件分析

综合利用露头、岩心及地震资料,剖析了塔西南寒武系-奥陶系碳酸盐岩台缘斜坡带的发育特征及其迁移变化规律,在此基础上,揭示了该区寒武系-奥陶系烃源岩、储层与盖层的匹配关系,并分析了有利的成藏组合。结果表明:塔西南寒武系-奥陶系发育优质烃源岩且油源充足,台缘沉积相带以及台地内部发育多种类型的碳酸盐岩优质储层,加之优越的盖层封闭条件和良好的油气运移通道,在研究区内形成了上部、中部和下部3套成藏组合。塔西南寒武系-奥陶系台缘斜坡带的礁滩体沉积、下斜坡带的滑塌体沉积、台地内的深埋白云岩以及不整合面附近的缝洞型碳酸盐岩均为储集性能良好的潜在储层,其中,中部成藏组合由于储层最发育,且可以兼顾来自下伏的中下寒武统与上覆的上奥陶统烃源岩所生成的油气,是塔西南最具勘探开发前景的成藏组合。     

西安黄土土性相关距离的统计分布特性研究

土性指标概率模型参数的确定是进行岩土工程可靠度分析和设计的基础。为了更好地推行岩土工程可靠度设计,应该首先建立地区土性参数的概率模型。作为反映土性指标自相关特性的相关距离,研究其区域分布特性,建立其概率分布模型是必要的。本文收集了西安黄土的176个钻孔CPT数据,利用其端阻值qc作为样本,采用递推空间法计算了各层西安黄土的相关距离。研究了计算结果的统计特性,并对其均值进行了单侧置信区间估计,提出了各层西安黄土相关距离的代表值。建立了西安各层黄土相关距离的概率模型,对模型参数进行了估计,采用皮尔逊-卡方检验法对模型进行了拟合优度检验,检验结果认为其符合Beta分布。     

安徽铜陵志留系—三叠系沉积地层岩石学和地球化学:对层控夕卡岩矿床成因的约束

沉积地层与层控夕卡岩矿床间的成因联系至今尚未完全查明。在安徽铜陵地区广泛分布的志留系—三叠系沉积地层中发育有大量层控夕卡岩Cu(Au)矿床,这些矿床成为研究沉积地层与层控夕卡岩矿床之间的成因联系的典型案例。岩石学研究表明,铜陵地区泥盆系至三叠系地层中存在3种岩性突变界面:粉砂岩与白云岩相变组合、灰岩(或白云岩)与硅质岩相变组合和白云岩与灰岩相变组合。其中,前两种组合是区内层控夕卡岩矿床的主要赋存层位。地球化学研究表明,各组地层沉积岩中的成矿元素含量较低,自身难以富集形成具规模的矿体。但是,在局部地区石炭系白云岩中的Fe含量较高,具有形成矿胚层的潜力。综合分析表明,铜陵地区层控夕卡岩矿床主要受控于矿胚层、构造-岩性组合、有机质和蒸发岩-膏盐层,其中,构造-岩性组合是主要控制因素(必要条件),而矿胚层仅为部分矿床的形成起到预富集作用,蒸发岩-膏盐层仅为部分矿床的形成提供了部分硫源以及在成矿作用过程中发挥吸附和还原作用,有机质也仅在部分矿床成矿过程中发挥吸附和还原作用。这些有益的研究结果为进一步总结层控夕卡岩的形成机理提供了许多有价值的实际材料,为今后的进一步研究提供了重要线索。     

许昌武庄铁矿区地面塌陷形成机理研究

许昌县武庄村一村民家院内发生地面塌陷。利用地面及井下调查、测量及地面物探等手段,分析了该坍塌原因。该地区地质构造复杂,下部有多个断裂与背斜,岩体破碎;地下采矿活动和振动导致上伏岩层变形塌落,促使地面下饱水松散层在自身重力及静水压力的共同作用下发生塌陷。     

基于OGRE的高精度三维城市建模技术分析

三维城市模型作为城市三维地理信息系统的重要组成部分,已广泛应用于城市规划、城市建设、建筑设计等领域。随着计算机图形学技术以及虚拟现实技术的不断发展,为快速、自动化生成高精度的三维城市模型提供了条件。本文基于OGRE引擎,阐述了三维城市建模技术的整体架构及关键技术,开发了自动化建模工具及三维可视化平台,实现了城市建筑自动建模及模型实时渲染显示。