基于层次分析法的多尺度点群目标相似度计算

计算不同尺度下空间目标的相似性是GIS研究的热点问题之一。点群是地理空间群组目标的一种,研究其相似性可对空间群组目标的计算机制图结果进行评价。以往的理论研究主要从影响点群目标的单一因子出发,对影响点群目标的简单因子进行分析,并以此提出相应计算模型。为了研究点群目标在不同尺度下的相似性问题,本文在前人研究的基础上,整合了影响点群目标相似性的主要因子（包括拓扑关系、方向关系、距离关系、分布范围和分布密度）,并分别提出拓扑相似度、方向相似度、分布范围相似度、距离相似度分布和密度相似度的计算模型,从整体上把握计算点群目标的相似性。通过层次分析法,赋予5种因子相应的权重,最后集成不同尺度下点群目标相似度的总体计算模型。经过计算验证,该方法能较准确地计算不同尺度下点群目标的相似程度,为制图综合质量做出评价。     

GNSS接收机测量强震地震波的精度分析

在分析强震地震波信号幅频特性的基础上,采用GNSS信号模拟器,设计具有强震地震波特点的正弦轨迹,从载波相位原始量测数据和定位结果两个层面分别评估两款GNSS接收机（Trimble Net-R9和NovAtel OEM628）高频（50 Hz）观测的测量性能。结果表明,在地震波高频动态条件下,两款接收机的载波相位和定位结果都出现了明显误差,测量精度随正弦运动频率的增加而恶化,Trimble Net-R9接收机尤甚。     

砂土中群锚锚周土体变形特性模型试验研究

群锚是常见的基础形式应用较为广泛,由于群锚之间的相互作用,群锚上拔过程中锚周土体的变形破坏机制比较复杂。采用非接触式数字图像相关方法（DIC）对群锚上拔过程开展模型试验研究,分析了群锚上拔过程中上拔力-位移关系曲线特征和锚周土体变形破坏机制。试验结果表明,密实度和埋深对群锚上拔力-位移关系曲线特征具有显著影响,在相同密实度、相同埋深率下浅埋与深埋群锚与同条件下的单锚具有相似的上拔力-位移关系曲线特征;群锚抗拔承载力具有明显的叠加效应,且砂土密实度、埋深和锚间距等参数因素对群锚效应具有显著影响。通过变形场的研究,得出了砂土密实度、埋深以及锚间距对群锚效应的影响规律。     

华北及扬子克拉通中元古代年代地层格架厘定及相关问题探讨

在系统分析近年华北和扬子克拉通典型地区中元古代(GTS2012,1 780~850 Ma)年代地层学进展基础上,详细厘定了其地层格架。确认华北克拉通中元古代早期地层(约1 780~约1 350 Ma)发育始于豫陕晋交界地区,其后沿“华北中部造山带”(TNCO:Trans North China Orogen)再逐渐扩展到燕山及附近地区,但随后则普遍缺失了中期(约1 350~约1 100 Ma)纪录。其晚期沉积(<1 100 Ma)见于胶辽徐淮、豫西南及燕山等地区。扬子克拉通的川滇交界地区出露有中元古代早期(约1 750~约1 450 Ma)及晚期(<1 100 Ma)地层,中期沉积(约1 400~约1 150 Ma)主要见于神农架地区。华北与扬子两地的地层纪录具有良好的互补性,并有效涵盖了整个GTS2012全球地质年表所建议之“中元古代”(1 780~850 Ma)。这一新格架蕴含多方面重要命题：(1)地层学方面。在未来GTS2012中元古界内部“系”级单位再划分研究中,中国学者通过在上述两地对应地层序列中识别此间全球大火成岩省LIPs地幔柱事件的沉积响应,可望从地球系统科学角度全面参与新建议各系底界的“金钉子”工作,并做出独特贡献。(2)早期真核生物演化及生物古地理方面。基于当前格架可以确认,山西永济汝阳群北大尖组以Tappania为代表的具刺大型疑源类生物群的时代应约为1 650 Ma,为目前全球真核生物遗存最早出现层位,同时不排除华北南缘有可能是此类生物的起源区。结合其时空分布或可进一步推测,至少在约1 650~约1 450 Ma阶段,即哥伦比亚超大陆向罗迪尼亚超大陆过渡阶段,华北克拉通应与印度、澳大利亚、北美、西伯利亚等古陆互为近邻。(3)沉积大地构造演化方面。中元古代华北及扬子克拉通均表现出“三段式”沉积过程,其沉降隆起区均发生过“跷跷板”式转换,包括“晋宁运动”在内的关键时间节点均存在较好的对应性,表明该阶段两者很可能处于同一板块构造应力场之内。结合约1.38 Ga燕山地区下马岭组含钾质斑脱岩黑色岩系所代表的前陆盆地性质、约1.1 Ga以后华北与扬子沉积发展同步性并含Chuaria等宏观藻类,以及华北东部该阶段富含格林维尔期碎屑锆石等特征,推测最晚应于约1.1 Ga前后,华北东部可能已与扬子华夏、锡林浩特蒙古微地块等相互拼合并形成格林维尔造山带。借此与北美、澳大利亚、波罗的等古陆相链接,共同见证了罗迪尼亚超大陆的最终聚合与初始裂解。     

强震破裂面上的不均匀体及其在地震危险性分析中的应用研究

正不均匀体的概念最初是在地震学中为了解释地震波的高频辐射成份提出来的,用来反映断层面上应力明显高于周围的部分。由不均匀体的研究引入的非均匀地震破裂模式,能较好地解释地震波中的复杂成份、主震前破裂的成因以及主破裂之后的应力集中,因此,不均匀体被认为是断层面上破裂的起始器、阻力器和集中器。根据不均匀体在地震破裂运动过程中发挥的作用,可分为凹凸体和障碍体2大类进行研究。凹凸体可理解为震前断层面上存在的     

球体位错理论在2011年日本强震中的应用研究

利用球体位错理论计算了2011年日本强震产生的远场同震位移与应变,并利用GPS远场数据修正了该强震的总地震矩。结果表明：1）利用球体位错理论计算得到的理论水平位移场显示,垂直于发震断层的广大区域同震位移较大,位移矢量总体都指向震中地区,震中距约5 000千米的地方亦产生了3 mm以上的同震水平位移。理论位移与远场GPS观测结果具有良好的一致性;2）比较两个独立断层模型对应的理论同震位移场发现,震源西部地区远场位移总体上只有1%～4%的微小差异,而东部广大海域的差异则达到同震信号的6%～15%,震中周围差异更大。该差异表明,相对于震源仅局域覆盖的日本本土GPS观测数据对2011年日本强震的断层滑动分布模型的约束能力有限;3）依据中国及邻区的远场GPS同震观测数据修正2011年日本强震的总地震矩,把该地震释放的总能量约束在(3.24～4.96)×10 ²² Nm,相应的矩震级为Mw8.97～9.10;4）2011年日本强震在华北地区产生的同震应变与该区的长期应力变化背景场大体相反,表明该强震使华北地区的地壳产生了松弛效应。     

地下洞室群随机地震响应研究中传递函数的应用探讨

在证明随机响应的统计参数可以用传递函数进行直接表达的前提下,将传递函数引入地下洞室群随机地震响应研究中,对白鹤滩水电工程13#机组剖面地下洞群进行了随机地震响应分析,并对之进行了地震动力可靠度的探讨。结果表明：较之常规方法,基于传递函数的方法除可得到洞室群的随机地震响应以外,还可同时得到洞室群的地震响应频谱特性,并可以直接利用传递函数得到确定性地震动输入下洞室群的响应值进行验证,显示对问题的研究具有更加深刻的优势;将所得到的随机地震响应结果与基于传递函数的确定性估算结果,与实际时程计算得到的确定性结果比较,吻合良好;首次采用超越破坏理论对地下洞室群进行地震动力可靠度分析的可行性,为地下工程抗震可靠度计算中如何以动力方式考虑地震荷载的随机性提供了一些新思路。     

地下水污染源反演的Hooke Jeeves吸引扩散粒子群混合算法

根据污染物质量浓度监测数据进行地下水污染源反演是一类典型的地下水逆问题,该问题可转化为决策变量为污染源位置和强度的最优化问题进行求解。基于Hooke-Jeeves粒子群混合算法,引入吸引扩散粒子群(ARPSO)算法的粒子群发散算子,保证混合算法的种群多样性,并提出HJ-ARPSO混合算法,再结合地下水污染物迁移模型MT3DMS反演地下水污染源的位置和强度信息。在已知污染源位置和未知污染源位置两种情形下,分别利用HJ-ARPSO算法、HJ-PSO算法和GA算法进行地下水污染源反演。在两种情形下,HJ-ARPSO算法均具有较高的寻优成功率(分别对应为100%和90%);与之相比,未引入粒子群发散算子的HJ-PSO算法在未知污染源位置情形下其寻优成功率迅速降为60%;GA算法寻优效率则最低。算例结果表明,HJ-ARPSO算法是一种有效的地下水污染源反演优化算法。     

羌北地块中-晚侏罗世雁石坪群古地磁新结果

本文报道青藏高原羌北地区中-晚侏罗世雁石坪群古地磁新结果.对采自青海省格尔木市唐古拉山乡雁石坪剖面(33.6°N, 92.1°E)11个灰岩采点(118块)和10个碎屑岩采点(99块)定向样品系统古地磁学研究表明,大部分样品的退磁曲线具有双分量特征.低温分量方向在地理坐标系下较为集中,应该为地层褶皱之后的黏滞剩磁.高温特征剩磁分量方向可分为两类:(1)索瓦组(J₃s)和布曲组(J₂b)灰岩,以磁铁矿为主要载磁矿物,高温特征剩磁分量(D_s=355.7°,I_s=42.1°,k=58.2,α₉₅=6°)可通过99%置信度的褶皱检验.(2)雪山组(J₂x)和雀莫错组(J₂q)碎屑岩,以赤铁矿、磁铁矿为主要载磁矿物,高温特征剩磁分量(D_s=3.3°,I_s=28.9°,k=30.7,α₉₅=8.9°)可通过95%置信度的倒转检验和99%置信度的褶皱检验.两组分量都应该是岩石形成时的原生剩磁信息.碎屑岩组的磁倾角比灰岩组偏低13°左右,其剩磁方向很可能存在着与压实作用相关的剩磁倾角变浅的状况.本文取灰岩组平均磁化方向作为雁石坪群的原生剩磁分量,获得羌北地区雁石坪群古磁极位置:80.0°N,295.2°E(dp/dm=7.4/4.5).古地磁结果表明,羌北-昌都地区晚石炭-晚二叠世期间位于南纬中低纬度地区,早三叠世以后开始大规模北向漂移,至中-晚侏罗世已到达24.3°N.其快速北向运动主要发生在早三叠至早侏罗世期间(3500 km左右),与现今位置相比中晚侏罗世之后的北向迁移总量为900 km左右.     

地震地质灾害综合评价的PSO-BP神经网络方法及应用

结合汶川8.0级地震资料,利用神经网络原理和粒子群优化算法,提出了基于PSO-BP神经网络的地震地质灾害综合评价模型.该模型选取地震灾害、斜坡灾害、地面变形、斜坡分布特征4个指标作为输入,选用地质灾害危险度和分级2个指标为输出,引入粒子群算法对BP网络的权值和阈值进行优化,获得了BP网络模型参数.研究结果表明,PSO-BP网络模型不但能克服BP算法收敛速度慢和易陷于局部极小的缺陷,而且计算精度高,泛化能力强;对地质灾害的评价、防范和灾后重建具有一定的参考作用.