航道水下数字高程模型的构建方法

以东莞市某航道水下数字地形构建为例,应用GPS—RTK技术并配合测深仪,荻取水下地形测量原始数据。通过VC＋ObjectARXCAD二次开发,在构建格网DEM精度和运行效率方面,利用几种内插方法实现了数字航道水下地形模型的构建,得出在水下地形起伏不大的情况下．TIN线性内插在构建航道格网DEM中是一种高效率、高精度的方法。     

平原河网地区汇水区的划分方法——以上海市为例

借助DEM提取汇水区是分布式水文模型计算和面源污染计算的前提条件.在平坦地区直接使用DEM提取出的水系、汇水区边界与现实情况差异很大.针对现有汇水区提取方法存在的问题,在RIDEM模型的基础上提出了一种平原河网地区汇水区划分的方法,该方法通过将道路、建筑物、水系、沟渠、坑塘等影响径流途径的地物要素融合进DEM,达到细化...     

基于岩石物理模型的页岩储层裂缝属性及各向异性参数反演

针对富有机质页岩储层复杂的矿物组分与微观孔缝结构,本文提出基于岩石物理模型和改进粒子群算法的页岩储层裂缝属性及各向异性参数反演方法。应用自相容等效介质理论与Chapman多尺度孔隙理论建立裂缝型页岩双孔隙系统岩石物理模型。开发基于岩石物理模型的反演流程,引入模拟退火优化粒子群算法解决多参数同时反演问题,反演算法能够避免陷入局部极值且收敛速度快。将本文方法应用于四川盆地龙马溪组页岩气储层,反演得到的孔隙纵横比、裂缝密度等物性参数和各向异性参数与已有研究结果一致,能为页岩储层的评价提供多元化信息。     

海岸带地质环境监测体系建设与管理的构想——以上海海岸带为例

结合上海海岸带地质环境实际情况和相关监测经验,本文介绍了海岸带地质环境监测体系建设和管理的设想和思路,提出了全国海岸带地质环境监测体系建设和管理的建议。     

基于DEM的流域降雨径流模拟——以蒲石河流域山区为例

DEM是目前用于流域地形分析的主要数据,基于DEM的水文模拟技术,在流域地形分析及水系构建等方面已形成了比较成熟的算法,给传统的水文模拟技术带来了根本性的变化。以蒲石河流域山区为例,借助流域水文软件WMS,结合ARCVIEW和SURFER软件,计算了流域的面积、周长、坡度与形状因子等参数。在生成山区数字高程模型的基础上,采用WMS嵌入的HEC-1模型对一场降雨进行了降雨径流模拟研究。     

GIS支持下基于DEM的中等流域的划分——以富县为例

以陕西富县为例,探讨在GIS环境下从数字高程模型(DEM)中提取流域特征并进行中等流域的划分的详细过程,包括DEM的预处理、流水方向的确定、汇流累积量分析、河网的提取和子流域的划分,通过设定不同的汇流累积量的阈值,通过实验,富县地区的阈值设为20 000,得到中等流域的划分结果较为合理。     

三维地质图制作方法——以1∶50万海南岛地质图为例

将Global Mapper、ArcGIS、MapGIS三款GIS软件有效结合起来,以海南岛为例进行基于DEM的三维晕渲地质图的制作方法研究。首先将SRTM数据和矢量地理数据在不同地图参数下进行自动配准,然后实现地质要素与DEM模型的精准匹配,最后根据DEM对第四系地质界线进行微调,实现了1∶50万海南岛三维地质图的制作。同时总结了不同椭球体与坐标系统下的数据转换、DEM空白区数据填补、晕渲地质图生产的方法。三维地质图制作所采用的DEM数据完全满足1∶50万三维地质图的制图要求;与传统地质图相比,其立体感和可读性明显增强,图件信息量显著增大,图面呈现清晰的三维地质结构,很好地提高了制图精度。该方法为我国三维地质图的制作提供了一个新的方法和思路,并为其他三维图件制作提供了参考借鉴。     

基于地貌结构与汇水特征的沟谷节点提取与分析——以陕北黄土高原为例

沟谷节点是流域中线状沟谷或河网的交汇点,集中反映了沟谷的地貌结构和水文特征。有效获取并分析沟谷节点的结构与特征规律,对于系统、深入地研究流域地貌的空间形态结构、径流特征具有重要的作用。利用陕北黄土高原多地貌类型为实验区,设计并实现了基于高精度DEM的沟谷节点提取算法模型和等级标定方法,获取了实验区各级沟谷节点的数量和汇水值;运用数学模型分析法,分析了沟谷节点的数量和汇水值的分级数量关系,得到了具体的数学模拟方程;同时,运用等差分级的方式,分析了汇水累积量级差在不同地貌区的差异,初步探讨了地表形态在空间上的分异规律。     

基于向-位错模型的同震断层运动反演——以龙门山断层为例

针对2008年发生汶川8.0级地震的龙门山断裂铲状分布和断层倾滑面倾角随深度变化特点,本文提出了描述龙门山断层同震运动(滑动和转动)的向-位错组合模型。结合地质数据采用回归分析法模拟了断层在倾滑过程中断层面倾滑方向随断层深度的分布特征;利用四川地区实测的三维同震GPS数据结合粒子群算法,采用向-位错模型对汶川地震断层面的同震滑动和随深度的方向转动(向错)进行了反演计算,并将反演的同震滑动区域和大小分布与USGS断层滑动结果进行了对比分析。理论分析和模型计算表明:(1)在汶川8.0级地震发生过程中,由于断层的倾滑面为倾角由上向下逐渐变小的曲面,断层面上的倾滑方向也随断层面法线的改变而变化,即断层面在破裂过程中存在明显的向错现象;(2)龙门山发震断层的倾滑面转动方向随深度变化为一开口向上的抛物线,震中位于转动角变化的极值点附近;(3)在断层几何参数相同的情况下,采用向-位错组合模型反演的同震滑动区域和USGS的滑动区域具有较好的一致性,滑动大小的差异主要由断层模型之间的差异、测量误差等多种因素引起。     

泥石流沟地形因素危险性的可拓学评价——以重庆市北碚区为例

泥石流危险性评价是一个复杂的问题,它是对区域泥石流危险因子的综合分析评价。为了更科学有效地对泥石流的危险性进行评价,必须将定性与定量描述有机地结合起来,才能获得较为合理的评价结果。可拓学就是一门将定性与定量描述结合起来的科学,它以形式化的模型,探讨事物拓展的可能性以及开拓创新的规律与方法。本文首先简单地分析了物元概念的可拓性,针对研究区域重庆北碚特有的地形特点,选取该区域泥石流发生的山坡坡度、相对高差、流域面积等3个因子作为泥石流地形因素的危险性评价因子,对重庆北碚区秤砣沟8条典型泥石流沟的危险性进行评价,根据这些数据,提出用物元可拓集理论构造泥石流危险性等级标准的物元矩阵和待识别对象与各指标的关联度,获得了客观合理的评价结果。     

基于克里金插值的井网优化方案设计 ——以沈阳市浑河李官堡水源地为例

傍河型水源地具有水量稳定、水质清洁的优点,因此水源地水井肩负采水和检测水质双重作用。结合李官堡水源地实例,基于克里金空间插值方法,建立关于三氮污染物多目标监测井网优化模型; 以李官堡水源地近十年的地下水监测井网观测数据为依据,利用多目标粒子群优化算法提出一种较为合理的监测井网分布方案。     

基于 GIS 的海岸带环境地质管理信息系统的设计与实现——以河北省曹妃甸地区为例

随着海岸带和近海的快速开发,海洋地理信息系统(MGIS)越来越受重视.本文以河北省曹妃甸地区为例,将海岸带作为研究对象,结合环境地质学理论,综合利用地理信息系统、遥感、数据库、评价模型建模及三维可视化等技术手段,尝试构建了海岸带环境地质管理信息系统(CEGIS).该系统分三个功能模块:数据管理维护子系统、数据分析评价子系统和三维建模子系统,实现了数据的统一管理和应用.     

基于状态变量初值修正的洪水预报方法研究

针对现有状态变量初值修正方法的不足,提出了一种基于状态变量初值修正的洪水预报方法(ISVC方法)。该方法以洪水起涨阶段平稳期的预报与实测流量过程间的残差为目标函数,采用粒子群优化算法对状态变量初值进行修正,利用修正后的状态变量初值开展洪水预报。将ISVC方法与新安江模型结合,采用赛塘流域进行了检验。结果表明,ISVC方法切实有效,能提高预报精度。ISVC方法具有一定的独立性、较强的适用性、一定的实用性等特点,具有一定的推广应用价值。     

基于无人机载LiDAR的采煤沉陷监测技术方法——以宁东煤矿基地马连台煤矿为例

探索采煤地表沉陷的高新监测技术方法是推动采煤沉陷监测的重要工作,无人机载LiDAR采煤塌陷监测技术是无人机与LiDAR构建的一种新型低空三维空间测量技术。以宁东煤炭基地马莲台煤矿采煤沉陷区为例,采用无人机机载LiDAR监测技术获取了2017年4月及8月2期三维点云数据,通过数据三维建模和沉降信息提取,得到了地面沉陷情况的三维立体图,监测出了3处地面沉降区,并利用实测水准点和已有GPS自动监测站数据,对该技术监测地面沉降的精度进行评估。研究结果表明,无人机机载LiDAR监测技术方法可满足采煤塌陷的立体监测需求,具有机动灵活、成本低、效率高、精度高等特点,未来可在类似地区推广应用。     

多源DEM和多时相遥感影像监测冰川体积变化——以青藏高原那木纳尼峰地区为例

冰川储量变化对全球水循环、能量平衡和区域水资源都具有重要意义,构成全球变化研究的重要方面.针对当前冰川变化监测技术与方法,提出一种结合多源DEM数据和多时相遥感影像监测冰川体积变化的方法.以青藏高原那木纳尼峰地区冰川为例,通过MSS/TM遥感数据识别冰川范围,以地形图DEM和SRTM-DEM计算出两时期冰川厚度变化信息,从而计算冰川体积变化值.计算过程中,对冰川范围识别、遥感数据不同时相、不同源DEM数据的误差进行了分析和控制.结果显示,1976—2001年的25a间该地区冰川体积减少了3.060km3,存在着较为强烈的消耗,冰川年损耗速率为0.1224km3.a-1.     

地形条件对泥石流发育的影响——以岷江流域上游为例

为了预警泥石流的发生,需要判断泥石流的易发程度。在地质和降雨条件都大致相同的条件下,因地形条件的不同,导致一个区域的沟谷暴发泥石流的频率有着明显不同,显然地形条件是控制泥石流发育的关键因素之一。以研究岷江流域上游典型沟谷为例,通过分析地形条件对泥石流发育的影响,选用岷江流域上游典型沟谷的形成区流域面积A0、形状系数F0以及沟床纵比降J03个重要参数进行研究,比较三者相互之间的关系特征而得到一个综合的地形因子G。对比研究岷江流域典型区域以及甘肃舟曲、台湾陈有兰溪地区沟谷泥石流的暴发频率和G值,比较验证后得出:在地质和降雨条件都相近的情况下,沟谷G值越大,则越利于暴发泥石流。因此,可运用地形因子G划分某区域内沟谷泥石流的易发等级。对于岷江流域典型区域的沟谷:G≥0.21极容易暴发泥石流;0.14G0.21较容易暴发泥石流;G≤0.14不容易暴发泥石流。由于地质条件和降雨情况的差异,不同地区泥石流易发等级所对应的G值也将不同。     

基于GIS的景观空间格局地形分布及生态效应的研究——以黑龙江省尚志市帽儿山地区为例

采用地形位指数描述区域地形差异,并利用无量纲的分布指数对景观组分空间分布特征进行定量分析;通过地形差异揭示景观空间格局分布规律,并对各景观要素定量赋值,通过生态效应模型研究土地利用综合生态效应。结果表明：自然景观主导区域景观格局,人为景观次之,半自然景观则明显处于支配地位;各景观组分在地形位梯度上的分布格局表现出显著分化,低段区域上各景观组分竞争激烈,分布相对集中,高段区域,限制了部分景观的生存发展,景观组分相对单一;生态环境质量好的区域,自然景观为主体;生态环境质量中等的区域,处于自然景观和人为景观的过渡地带;生态环境差的区域,以人为景观为主体。     

引入地形校正的分区蚀变信息提取方法研究——以内蒙古帮帮乃别力切尔地区为例

选取我国重要矿集区内蒙古帮帮乃别力切尔地区作为研究区, 提出一种改进后的遥感蚀变信息提取方法, 即先分区提取蚀变信息, 后引入地形校正的提取方法。首先按照地貌、地形、岩性对研究区进行分区, 对提取的蚀变信息进行地形校正, 再综合地质资料以及物化探资料, 对研究区进行矿化蚀变信息综合提取, 并进行成矿预测。该方法较传统方法更好地显示了矿物蚀变信息, 消除了地形、岩性对异常信息提取的影响, 为今后的找矿勘查提供了更为准确的依据。      

不同地形与取样数的Kriging插值精度对比研究——以舒城县土壤全氮空间分异为例

为分析地形与取样数对大尺度Kriging插值精度的关系,在舒城县的山区、丘陵、岗区、平原等4个不同地形单元采集土壤表层(0~20cm)样品611个,进行可变取样数条件下的土壤全氮空间分异插值精度比较。半变异函数分析表明,4个地形单元块金值与基台值比值的平均值<25%,具有强烈的空间相关性。Kriging插值精度标准均方根误差检验值(NRMSE)在各地形单元内都随着采样密度的增大而不断降低,插值精度提高;各地形单元之间,在相同的采样密度下,Kriging插值精度大小顺序为平原>岗区>丘陵>山区,随着地形复杂程度增加,Kriging插值精度降低。NRMSE检验值平均变化率分析表明,地形越复杂地区Kriging插值精度提高越快。地形条件和取样数是影响大尺度Kriging插值精度的重要因素。     

河道地形变化对洪潮水面线的影响分析——以西北江三角洲河网为例

洪潮水面线是指导水利规划和工程建设的重要依据,对保障地区防洪安全至关重要。河道地形作为关键影响因子之一,其变化对洪潮水面线有着极大的影响。以西北江三角洲河网为对象,在分析其河道地形近几十年变化特征的基础上,利用一维水动力模型探讨了河道地形变化对三角洲区域整体洪潮水面线的影响。结果表明:(1)受人类活动,特别是20世纪80年代末以来大规模的采沙活动的影响,西北江三角洲的河道地形整体呈冲刷状态,其中90年代前后最为显著;(2)对于西北江三角洲腹部及其以上区域,基于2005年河道地形的区域整体洪潮水面线较1999年的结果显著下降,最大降幅达1.8 m(18%);对于三角洲尾部区域,基于2005年河道地形的洪潮水面线略高于1999年的结果,增高幅度小于0.1 m(2.5%);(3)潮汐及比降变化对洪潮水面线的增高作用强于河道冲刷引起的下降作用是三角洲尾部近口门河道2005年河道地形的洪潮水面线高于1999年的主要原因。研究结果可为地区水利工程建设以及防洪减灾提供参考。