数字海洋可视化系统研究与实现

球体模型系统是目前GIS领域的研究热点,它以强大的空间数据管理能力,丰富直观的信息表现能力迅速成为空间信息集成共享的有力平台.以Skyline软件平台为基础,介绍了数字海洋可视化系统的体系架构、功能设计和技术实现方法.实践应用表明,该系统在多源海洋信息可视化集成共享方面具有良好的应用前景.     

湍流相干结构在中蒙中区一次沙尘暴起沙中的作用

起沙机制是沙尘暴天气研究中一个重要问题.本文基于中蒙中区一次沙尘暴天气过程,通过提取沙尘源地涡动相关数据中的湍流相干结构（Coherent structure,简称为CS）,研究了CS在起沙中的作用.结果发现：（1）起沙期间存在CS,其典型特征表现为上扬—下扫循环,即暖空气的辐合上升与冷空气的辐散下沉相伴;（2）起沙期间,CS具有频次高、持续时间短、间歇性适中、连发频繁、速度切变大、水平尺度远大于垂直尺度和尺度变化比较大的特点;（3）CS是重要的起沙机制,它可起动粒径在0.1~156 μm之间的各种沙粒,起动最多的是粒径低于8 μm的粉粒与粘粒,但CS不是唯一的起沙机制;（4）CS的上扬与下扫两过程均可引起起沙,区别在于前者通过暖空气的上升将沙粒向上空输送,后者则是将上空高速冷空气拖带下来引起地表沙粒的起动;（5）CS起沙分为单起式和连发配合式两种形式.单起式是单发CS产生的起沙形式,连发配合式是连发的CS产生的跃移—上扬的配合起沙形式.其中,连发配合式为主要形式;（6）下扫过程对起沙的贡献是上扬过程的1.8~15倍,上扬过程可将下扫过程中起动沙粒的1/3左右向上输送到空中;（7）一般情况下,CS对起沙具有稳定的贡献,其贡献率为51%,当临界起沙风速大于13 m·s^-1时,其贡献急剧降低.

     

青海湖地区生态环境动态变化遥感监测

由于青海湖地区的生态环境较为脆弱，且人类活动进一步加剧，人口、资源与环境的矛盾日渐突出，因此，近年来．青海湖及其周边地区的生态环境出现了明显变化，主要表现在水位下降及水域面积减小、草原退化、沙质荒漠化土地面积扩大等。文章采用1975年MSS卫星图像及1987、2000年TM卫星图像作为遥感信息源，并结合地理信息系统方法，旨在查明青海满地区耕地、沙质荒漠化土地和水域等生态环境要素的时空演化规律，为青海湖地区实现资源开发与环境协调发展提供科学依据。监测结果表明，25a来，青海湖地区的耕地及沙质荒漠化土地面积出现明显的扩大，而水域面积出现明显缩小，同时由于湖周各河流土壤侵蚀的加剧，在部分河流入湖处泥沙淤积较为严重，生态环境出现明显恶化。     

煤层气井流体原位实时监测仪

煤层气生产过程中,需要随时了解和掌握煤层气井的产水、产气、液面高度等各项参数,以便根据生产阶段的需要及时调整生产参数,使煤层气井的生产处于最佳状态。目前国内煤层气抽采过程中仅能单独测量压力、温度、液位等参数,并不能检测每个层位的产气产水量,因此为了达到长期同时监测不同层位煤层的目的,设计了煤层气井流体原位实时监测仪。该监测仪不仅能测量温度、压力等参数,还可结合地面测得的气、水流量,分别得出不同层位煤层的产气产水量,为煤层气开采方法的确定提供科学依据,有利于提高煤层气抽采率。     

龙门山的石炭系

四川江油马角坝、北川沙窝子是龙门山上泥盆统、下石炭统区域性主要岩石地层单位的命名地,对这两地及前龙门山北段地区的调查发现:1)前人关于马角坝地区下石炭统的层序和马角坝组主要化石群的记载有与实际不符之处,当地实际缺失杜内期至维宪早、中期地层,总长沟群的时代应属晚维宪—谢尔普霍夫期,重新厘定马角坝组含义,新指定北川桂溪沙窝子的长滩子剖面为该组的参考剖面;2)在长滩子剖面长滩子组顶部Beichuano-phyllum与Cystophrentis珊瑚化石富集层之上、马角坝组Pseudouralinia富集层之下的大套厚层白云岩层组合的中上部层位,发现Cystophrentis等化石,基于这套厚层白云岩组合的岩性特征明显、顶底接触关系清楚、区域展布广泛,建议引用前人提出的黑岩窝组,同时对黑岩窝组的岩性、岩层组合与古生物组合特征、厚度和时代归属等作了补充和修正,根据其中所含生物群认为黑岩窝组时代为晚泥盆世法门晚期;3)通过与周边地区的地层对比,探讨了龙门山石炭纪的古地理格局及环境演变,认为除前龙门山中部的桂溪—沙窝子等狭窄地区因长期地处泥盆纪海水入侵通道,地势低洼,出现了残存式的杜内期沉积外,前龙门山南、北段广大地区杜内期至维宪早、中期已大部抬升露出水面,直到维宪晚期的全球性海侵,前龙门山遂再度没于水下,出现准平原化浅滩相沉积环境,并延续至石炭纪末。     

基于板壳和断裂力学理论的上覆采空区积水危险性判定技术

为避免山西临汾胜利煤矿10号煤层采动过程中受上覆6号煤层采空区透水的威胁,利用板壳理论、断裂力学理论分别建立导水裂隙带高度和底板破裂深度的力学模型,计算10号煤层Ⅰ—Ⅵ区开采过程中导水裂隙带高度分别为46.77 m、48.86 m、56.05 m、56.14 m、56.33 m和55.20 m,6号煤层Ⅰ—Ⅳ区的破裂带影响深度分别为1.57 m、1.14 m、1.85 m和1.26 m。通过构建上覆煤层采空区积水危险性类型的划分准则,对10号煤层采动过程中受到上覆6号煤层采空区积水的危险性进行判定分析,结果表明：6号煤层Ⅰ—Ⅳ区对10号煤层的积水危险性类型均为突水型,会对10号煤开采过程产生安全威胁;6号煤层的不可采区域对10号煤层Ⅴ区和Ⅵ区的影响类型为原岩渗透型,对10号煤层Ⅴ区和Ⅵ区的回采不会构成危险性。     

星地双向时差测量系统周跳探测与修复算法

随着空间时间频率基准的精度越来越高,需要与之匹配的空间时频传递技术. 基于载波相位的星地双向时差测量方法可以实现更高的时间频率传递精度,但对于复杂的星地环境,由于航天器飞行动态高,时频传递链路的传输频率高,载波多普勒效应大,更容易出现粗差和周跳. 基于此,研究一种适合高动态环境下的星地双向时差测量系统载波相位周跳探测与修复方法,提出一种适用于三频组合模式的双向周跳探测与修复方法. 该方法联合双频码相 (MW)组合法可以实现不同类型周跳的探测与修复,对于上下行三条微波链路均可探测出周跳的存在并实现毫米级周跳修复精度. 进一步对基于载波相位测量的星地双向时差测量系统的星地时间同步性能进行分析,在经过周跳探测与修复,以及链路时延数据处理,其星地时间同步精度优于0.3×10–12 s.      

山西湿地资源及可持续利用研究

山西湿地主要地各河流流域、湖泊和水库及周围地区,主要由河口（内陆）湿地、充湿地１湖泊湿地、水库湿地和沼泽及草甸湿地等组成总面积经久２１４６ｋｍ＾２。山西湿地有着丰富的自然资源,包括：（１）生物资源有植物１２０９种,其中野大豆为国家３级保护植物;资源植物７类,其中饲草植物蕴藏量最大;植被资源有７０个群系,以 一植物群落占绝对优势;动物４５５种,其中国家１．２缘保护动物１７种,鱼类资源７０种。（２）土     

基于HJ-1B星热红外数据的大亚湾海温反演模型及其应用

为进一步推进HJ-1B星IRS4热红外数据在大亚湾核电站温排水动态监测中的应用,基于常用的海表温度反演算法,利用数值微分手段,从理论上对影响温度反演误差的大气总水汽含量、卫星观测角度以及地物比辐射率等参数进行敏感性分析;以单窗算法为温度反演模型的基础,利用2011年12月18日和22日大亚湾核电站地区的HJ-1B星IRS4数据以及与卫星过境时段对应的CE312实测红外辐射温度和气象观测数据,通过最小二乘线性回归方法,对反演模型参数进行修正,得出单窗算法修正值a=1 163.4,b=-4.013 4。最后,基于反演模型,利用2010和2011年HJ-1B星IRS4单通道数据开展了大亚湾核电站温排水研究。     

塔克拉玛干沙漠东北部纵向沙垄粒度分布特征

塔克拉玛干沙漠东北部纵向沙垄广泛发育,但沉积物粒度特征鲜有报道。基于筛析法测定了塔克拉玛干沙漠东北部一条上覆次级沙丘的纵向沙垄断面沉积物粒度特征。结果显示：（1）沙垄沉积物颗粒自垄顶向两侧坡底逐渐变细,分选变差;沙垄上覆次级沙丘亦同。（2）沙垄沙的频率分布曲线以双峰为主。（3）沙垄迎风坡中部沉积物平均粒径细于中下部;上覆次级沙丘迎风坡底部沉积物颗粒粗于迎风坡中部。该区域纵向沙垄粒度分布特征与前人提出的“脊部较粗型”一致。沉积物样品所表现的双峰分布特征受物源、风选影响显著。上覆沙丘断面上迎风坡底部粗化,可能是粗颗粒无法被带走而发生富集的缘故。沙垄上覆次级沙丘局部形态的变化影响了风沙流,从而导致了平均粒径和分选系数局部上的变化。在沙垄迎风坡一侧存在风沙流的二次输移过程。