虚拟现实技术及其在地球科学中的应用

虚拟现实技术以其具有的沉浸感、交互性、实时性、构想性等特点而越来越为广大地学工作者所关注。本文首先介绍了虚拟现实系统的组成,之后综述了近几年国内外地球科学部分领域应用虚拟现实技术的研究文献。与传统方法相比,虚拟现实技术在很大程度上提高了科学研究的效率,能提供更丰富的可视化和交互环境,使科学家能够操纵多达GB甚至TB级数据,以一种身临其境方式来对研究对象进行观察、分析和实时操作,而无需科研人员到达现场。通过虚拟现实系统,能将尽可能多学科的数据放到同一个环境下,增强科研人员研究问题的深度和广度,避免得出错误结论。同时能重塑不可再生资源,避免了在科学研究的同时对其造成的破坏,有助于科学知识在公众中的传播。与西方发达国家相比,我国的（沉浸式）虚拟现实技术在地学领域的应用还处在起步阶段,在拥有大量高精度LiDAR地形数据的活动构造等领域亟待引入该项技术,以一种全新的视野来重新审视地球科学研究,并推动该学科在未来的发展。     

加速器质谱技术及其在地球科学中的应用

介绍了加速器质谱的基本原理、装置、技术发展以及在地球科学中的主要应用,并报道了中国原子能科学研究院加速器质谱实验室利用10Be2、6A l和36C l在地球科学如地质年代学、水文、海洋等相关领域开展的工作成果。     

冲击波实验技术及其在固体地球科学中的应用

在地球和其它行星内部,存在着如高温高压这样的极端条件,它们不能用常规的实验手段来获得,而利用高压物理中的冲击波实验技术就可以得到行星内部的高温高压状态。通过     

CHAMP计划及其在地球科学中的应用

CHAMP计划是由德国的波茨坦地球科学研究中心 (GFZ)提出 ,而且 ,目前已经付诸实施的科学计划之一。其目的在于通过获取大量近地观测资料来精化地球重力场模型 ,同时开展地球电磁场及地球大气重要参数的确定等研究。详细而全面地介绍该计划的科学目标 ,并评述了它将在建立地球重力场模型、地球电场模型、地球磁场模型和监测地球大气等方面所起的作用。     

非线性科学在地球科学中的应用

本文介绍了耗散结构理论、分形理论和混沌理论等非线性科学在地球科学中的研究进展,分析了非线性科学在地球科学中的地位和作用,探讨了将非线性科学引入地球科学的途径和方法。     

激光进样等离子体质谱技术及其在地球科学中的应用

对激光进样等离子体质谱固体分析新技术进行了评述,包括这一技术的性能特点、仪器结构和进展概况、有关参数、分析理论、样品制备及其在地球科学中的应用。引用主要文献４１篇。     

氡测量及其在地球科学中的若干应用

本文首先扼要地介绍了氡及其子体的十几种最新测量方法。其次,在氡的迁移机制方面,作者提出了“地球化学晕综合模式”,强高了氡迁移的综合性和阶段性作用,并同时介绍了当前世界上对氡迁移的若干解释,其中主要的有扩散作用、对流作用、抽吸作用和搬运作用等。最后,作者以实例的形式介绍了氡测量用于勘查,特别是放射性矿产的有效性。     

专家系统在地球科学中的应用

专家系统是一种基于特定领域知识的智能问题求解系统。目前专家系统的应用几乎遍及各个领域,而地球科学则是专家系统应用的一个重要领域。本文讨论了专家系统在地球科学中的应用意义,介绍了专家系统的基本原理,详述了专家系统在地球科学中的应用概况。     

金刚石压腔（DAC）技术及其在地球科学中的应用

近几十年来金刚石压腔（DAC）技术被广泛应用于高温高压实验研究领域,它可以达到550 GPa的压力和6 000 K的温度。与其他静高压实验技术（大压力机、高压釜等）相比,金刚石压腔具有独特的优势,它不仅可以进行极端温压条件下物质的结构性质、相变及状态方程等研究,而且可以原位观测整个实验过程。文中简述了金刚石压腔装置的结构及温压测量方法,然后分别从物质相变、矿物溶解度、流体性质和组成、油气成因、稳定同位素分馏系数和布里渊声学测量等方面简要介绍了金刚石压腔技术在地球科学中的研究进展。随着实验技术的不断发展和更新,金刚石压腔技术将具有更广阔的应用前景。     

地质记录数据库系统及其在地球科学中的应用展望

地质记录是一种地质资料的摘录(全文摘录)、储存与提取的数据库系统。它是在DOS状态下采用Dbase Ⅲ⁺编辑而成的数据库管理系统。该系统由文献目录模块、地质资料模块和标本资料模块三大主要部分组成,具有良好的用户界面,使得用户能够方便地完成输入数据、编辑及综合提取所需信息、图形显示等。地质记录已发展成为能容纳地球科学中不同领域的文献资料,包括发表的和未发表的地质文献、野外记录和标本资料等。它已成为多国合作的数据库系统。英国CASP研究所及加拿大、中国等三个研究组已从事该项研究多年。由于该系统能向用户提供详尽信息,优于一般文献检索系统,加之功能齐备,应用灵活,将会在地球科学中许多领域发挥重要作用。     

虚拟现实技术及其在铀矿地质领域中的应用探讨

本文在论述虚拟现实技术概念、特征、应用现状等方面的基础上 ,对虚拟现实技术在铀矿地质领域中的应用作了初步探讨。     

钼的稳定同位素体系及其地质应用

近年来多接收杯电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)的广泛应用,大大提高了Mo同位素分析方法的精度和效率,使Mo同位素地球化学成为当前地学研究领域中的一个前沿方向.本文综述了Mo稳定同位素的最新研究进展及其地质应用.自然界中的Mo同位素(δ98/95Mo)的一般变化范围是-1.35‰～2.60‰.Mo同位素分馏在充氧环境下取决于Mn氧化物的吸附或共沉淀,贫氧一缺氧环境下受控于水溶液中的[H2S].沉积物中的Mo同位素既能指示古沉积环境的氧化还原条件,也能够指示与之相关的古海洋地理环境,因此,Mo同位素是了解局域至区域沉积环境的氧化还原条件、硫和碳地球化学循环及古海洋化学演化等的强有力工具.随着其分馏机理的进一步阐明和应用范围的拓展,Mo同位素将在地球与环境科学研究中得到广泛的应用.     

数字地球及其对地震科学的影响

本文综述和探讨了数字地球概念的起源、内涵及其相关的关键技术,以及数字地球对地震科学发展的作用和影响。     

“泥科学与应用技术”的提出及研究进展

随着社会经济的发展,以淤泥、污泥为代表的各种泥状物产量巨大,接近于城市垃圾的数量。而各种泥的性状及污染物种类非常复杂、多样,经济、安全地进行各种泥的处理和利用已经成为一个重要的问题。各种泥状物虽然种类不同、成分各异,但具有很多共同的物理、化学性质。在处理方面也具有以脱水为主的减量化、以污染物稳定为主的无害化、以改变性质后进行利用为主的资源化的途径上的一致性。此外,泥所具有的一些特殊性质也能够被利用来解决一些特殊的问题。长期以来,各种泥的科学研究和处理技术分布在各行各业,使用的概念、指标不能统一,技术和方法隔离发展,影响了对于泥的基础理论和技术的发展。针对这些问题,提出了建立“泥科学与应用技术”的学科方向,对于泥的主要种类和问题,处理泥中所遇到的热点问题以及几个典型的研究进行了综述,为解决泥的问题进行了分析和总结。     

地球科学发展的生命之翼——地球科学文化建设初探

从人类社会发展的历史来看,文化产业在人类社会作为一个重要产业出现,是社会文明进步的标志。据报道,20世纪90年代末某些发达国家的文化产业产值已超过了制造业产值,有些国家还明确提出“将科技作为文化,作为人们的社会活动”[1]。地球科学文化产业很可能作为一个分支产业而活跃在社会发展的舞台上,因为拯救地球将成为21世纪世界的主旋律。拯救地球是人类面临的一项庞大的综合的系统性的社会工程。地球上人的生存、发展需要地球科学文化,需要以地球科学思想、科学方法和科学精神为内涵的文化推进人类社会向前迈进。江泽民同志在党的十六大报…     

一种三维土压力盒的工作原理及其应用

基于应力理论,设计了一种能测量土中三维应力状态的三维土压力盒,由一个开槽的十二面体基座和6个常规土压力盒组成。根据任一方向上正应力与常规应力表示方法6个分量之间的关系,建立了三维土压力盒测试数据与常规应力表示方法之间的转换矩阵,给出了由测试数据到常规应力状态的计算方法,并进行了误差分析。考虑基座加工便利性和测试过程的便利性要求,着重阐述了等菱形十二面体三维土压力盒的工作原理、制作过程、测试方法和数据处理等关键环节。对某不饱和重塑土进行了一维压缩,并用测试装置测量了土中6个方向的正应力,推演出了对应的常规应力表达值。结果表明,常规应力表示方法中的两个水平应力基本相等且小于竖向应力,同时水平面和两个竖直面上的剪应力很小,与一维压缩的力学特点吻合,测试装置的设计合理。     

Risk assessment of earth dam overtopping and its application research

The problem of dam safety is one of the most important research topics of water conservancy projects, and many researchers pay much attention to study the risk of earth dam overtopping. This paper synthesizes in the definition of risk the probabilities of dam failure and the corresponding losses, including the probability estimation, losses evaluation and criteria exploring risk approaches. Then, a comprehensive risk assessment system of dam flood overtopping is established, which is widely applicable. Gate failure, randomness of flood, initial water level and time-varying effects are incorporated in the failure probability model. Many complex factors are simplified in losses estimation. In addition, thresholds of various types of losses are proposed and are adapted to the national conditions. The methodology is applied to the Lianghekou hydropower station in China to illustrate the assessment process of flood overtopping risk and to evaluate its safe loophole with a view to the failure of spillway gates. Monte Carlo simulation and JC method programs are adopted to solve the model based on MATLAB tools and DELPHI. The results show that the losses pose significant impact on the risk assessment and should be considered in the assessment of risk. Probability calculation and loss estimation could be well combined with standards, providing a basis for risk management and decision-making.     

粗粒料接触面模型及其在土石坝工程中的应用

在土石坝工程中越来越重视岸坡与坝料之间的接触特性,将土体本构模型中使用较多的双曲线型硬化规律运用至接触面模型,提出了一个简洁的接触面本构模型,推导了接触面模型刚度矩阵表达式。通过对4组试验的预测结果与试验结果的对比,表明该模型可以较好地预测粗粒料的界面剪切试验。将提出的接触面模型嵌入有限元程序,应用于如美心墙坝河谷与坝料的接触分析。三维有限元计算结果表明：坝体两侧岸坡的剪切位移变化规律都是中间部分剪切滑移量较大,岸坡边缘部分相对较小,陡坡一侧最大滑移量大于较缓一侧。这些均符合粗粒料滑移的基本规律,可为岸坡?坝料接触特性研究以及土石坝工程计算提供参考。