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传统的滑坡稳定性分析大多是建立在以数学模型为基础的布点、观测、计算、预测这一方法进行的一种确定性分析.实际上,滑坡是一个影响因素众多,边界条件复杂,诱发因数偶然的、不确定的复杂系统.论文运用地理元胞自动机这一时间和空间都离散的动力系统工具,研究了用元胞自动机来模拟滑坡的原理、方法和工作流程,并在GIS技术支持下针对滑坡的可能滑面设定不同的元胞状态并以此确定相应的元胞空间,采用相同的邻居定义和转化规则,着重研究滑坡滑动面从稳定到滑移这一微观动态变化过程,形成Geo-CA-LANDSLIDE系统.最后,采用100×100的地理元胞自动机模型.实例研究了滑坡形成与元胞演化规律之间的关系,得出了与理论分析相一致的结论.运用GIS技术与之集成,可以将这一过程可视化表达. 相似文献
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构建基于元胞自动机(CA)模型的分布式水文模型,模拟小流域内降雨径流过程。从元胞状态、转换规则与时间步长3个方面扩展普通CA模型,包括5个子状态、5个元胞系数及两条转换规则,并实现模型与GIS的集成。以黄土高原岔巴沟流域的降雨径流观测数据对模型进行了验证分析。试验结果表明,确定性系数、峰现时差与洪峰误差3个评价指数都达到一定精度,实现了流域内径流过程的可视化。结合CA模型与GIS技术可以较为有效地模拟流域次降雨径流过程,模型在该试验区是基本适用的。 相似文献
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元胞自动机模型在地学中的研究进展 总被引：6，自引：0，他引：6
元胞自动机模型具有离散动力学特征，可以模拟和分析一般的复杂系统，对具有空间特征的地理复杂系统更具优势。该模型有“自下而上”、离散、确定性和随机性结合、灵活性和开放性等优点，但亦具有边界的无限、空间同质、元胞形状规则、邻近关系固定以及对实践封闭等缺点。在介绍了该模型优缺点的基础上，分析了元胞自动机的理论研究趋势与主要的应用领域。 相似文献
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基于GeoCA和GIS的滑坡滑动面演化规律研究 总被引：6，自引：0，他引：6
传统的滑坡稳定性分析大多是建立在以数学模型为基础的一种确定性分析。实际上,滑坡是一个影响因数众多,边界条件复杂的不确定复杂系统。地理元胞自动机是一种时间和空间都离散的动力系统,为之设定相应的状态、元胞空间、邻居、规则和时间,可以很好地模拟滑坡滑动面从稳定到滑移这一微观变化过程,形成GeoCA LANDSLIDE模型。以吴家湾滑坡为例,对其滑动面的演化规律进行了模拟。 相似文献
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近些年来,越来越多的学者开始关注人类的可持续发展问题,而与之有着密切关系的承载力理论研究可以说是人类研究可持续发展战略的一个分支.本文以长江三角洲地区为研究区,着重介绍了如何用元胞自动机和神经网络相结合的方法对区域承载力进行定量分析,希望对长三角地区的可持续发展提供一些理论依据. 相似文献
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寻找地下水应急水源地、建立应急供水机制,是城市发生日常供水障碍时保障居民用水安全、维护社会稳定的重要措施。通过分析常德市规划区水文地质条件,圈定了5个地下水应急水源地,总结了同类型城市地下水应急水源地的选址原则,并从水量、水质、开采能力3个方面对水源地进行了可行性分析。结合现有城市供水管网及地下水开采井保留情况,分别考虑了人均用水量最低标准20 L/d和一般标准50 L/d两种状态下的应急供水方案。应急供水每人20 L/d状态下,保留井的现有供水能力可以满足应急供水需求,而应急供水每人50 L/d状态下,河洑水源地和芦荻山水源地保留井的现有供水能力不足,建议增加开采井以满足应急供水需求。 相似文献
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寻找地下水应急水源地、建立应急供水机制,是城市发生日常供水障碍时保障居民用水安全、维护社会稳定的重要措施。通过分析常德市规划区水文地质条件,圈定了5个地下水应急水源地,总结了同类型城市地下水应急水源地的选址原则,并从水量、水质、开采能力3个方面对水源地进行了可行性分析。结合现有城市供水管网及地下水开采井保留情况,分别考虑了人均用水量最低标准20 L/d和一般标准50 L/d两种状态下的应急供水方案。应急供水每人20 L/d状态下,保留井的现有供水能力可以满足应急供水需求,而应急供水每人50 L/d状态下,河洑水源地和芦荻山水源地保留井的现有供水能力不足,建议增加开采井以满足应急供水需求。 相似文献
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岩石中结晶颗粒竞争性生长的随机元胞自动机模拟 总被引：7，自引：0，他引：7
在岩石的过程中普遍存在着竞争性颗粒生长现象，本文从物理还基本原理出发建立了岩石中单五各向同性组分结晶的二维随机元胞自动机模型，并在ＰＣ机的Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下用Ｃ＋＋语言编程实现，我们在计算机上对结晶过程中的Ｏｓｔｗａｌｄ熟化现象及岩石中的结晶颗粒的竞争性生长过程进行了动态模型。 相似文献
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Traditional models result in low efficiency and poor accuracy when simulating the spread of large-scale forest fires. We constructed an improved model that couples cellular automata with an existing forest fire model to ensure better time accuracy of forest fire spread. Our model considers the impact of time steps on simulation accuracy to provide an optimal time step value. The model was tested using a case study of forest fire spread at Daxing’an Mountain in May 2006. The results show that the optimal time step for the forest fire spread geographic cellular automata simulation algorithm is 1/8 of the time taken for cellular material to be completely combusted. When compared with real fire data from Landsat Thematic Mapper (TM) images, our model was found to have high temporal and spatial consistency, with a mean Kappa coefficient of 0.6352 and mean accuracy of 87.89%. This algorithm can be used to simulate and predict forest fire spread and is also reversible (i.e., it can identify fire source points). 相似文献
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Many GIS-based landslide models require detailed datasets that are ideally collected from field measurements, which can incur
high costs for carrying out surveys. Even when the data is on hand, implementing physics-based slope stability techniques
can be difficult. Common research practice uses differential equations to characterize the dynamic flow of a landslide, but
it is often laborious without making substantial simplifications. A possible solution is to implement a cellular automata
modeling approach, which represents both spatial and temporal components, to simulate the dynamics of the landslide propagation
process. In this study, a simplified cellular automata model is developed for the effective prediction of landslide runouts,
where the data requirement is a high resolution digital elevation model (DEM). Parameters, such as slope and slope curvature
features, are derived from the DEM and coupled with logistic regression. The developed model is implemented on the Patrick
and Dawson-Chu Slide in North Vancouver, Canada. The results from this study site were favorable, given almost 90% agreement
between simulated landslides and data obtained for real landslides. In addition, sensitivity analysis was performed on the
initiation sites to test the model logic and outputs of the landslide flow. 相似文献
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目前对堆积层滑坡的变形预测大多基于数学模型或方法,忽略了引起滑坡位移显著变化的动力外因及滑坡自身的地质特征,因此,预报准确度和可信度较低。以三峡库区典型堆积层滑坡--鹤峰场镇滑坡为例,通过4组主要控制因素科学组合构建了滑坡的基本地质模型;以此为基础,重点考虑引起滑坡发生变形的库水作用动力因素,建立滑坡的数值-力学模型。通过实际监测点的变形监测结果与数值-力学模型中模型监测点的变形进行拟合分析,获取了实际时间与数值-力学模型中时步的等效关系;基于时间-时步等效关系及三峡水库设计水位调度曲线,得到了不同时步水位的波动特征;通过时步的外延,并在相应的时步段对数值-力学模型施加等效时间的库水作用,预测了滑坡在未来库水位变动条件下的变形。该预测方法既考虑了滑坡的工程地质模型又考虑了地下水作用效应,克服了纯数学方法预测的不足。 相似文献
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地震学中非线性预测方法的初步研究 总被引：2，自引：0，他引：2
介绍了近年来地震预测学中非线性理论和非线性方法的研究趋势和最新研究进展。在非线性数学模型的研究中，较为成功地将非线性门限模型，指数模型、具有长程关联自回归模型等应用于地震的中期预测上，在分形研究上，明确地取代了以往的一些经验结果，使对地震的活动的经验统计关系上升到分形的理论，在研究地震的动力学机制中，以多滑块－弹簧模型为代表，模拟地壳上地震断层运动机制和事实，建立了粘滑摩擦情况下的参数动力学方程。 相似文献
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Analysis of travel time,sources of water and well protection zones with groundwater models 
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下载免费PDF全文 This study compares numerical models with analytical solutions in computing travel times and radius of protection zones for a pumping well located in an unconfined aquifer with uniform recharge and in a semi-confined aquifer. Numerical models were capable of delineating protection zones using particle tracking method in both cases. However, protection zones defined by travel time criterion can only protect small percent of source water to the well; large percent of source water is not protected which may pose a risk of pollution of source water to the well. The case study of Leggeloo well field in the Netherlands indicates that although a well field protection area was enforced in 1980s, elevated nitrate concentration has been monitored in the abstracted water since 1990s. The analysis of protection areas shows that the current protection area only protects 37.4% of recharge water to the well field. A large protection area must be adopted in order to safeguard the sustainable water supply for the local community 相似文献
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文章介绍了实体模型、场模型和混合模型三类空间数据模型及其相应的三维地质构模方法,列举了三维地质构模在矿产资源评价、城市地质、地下水资源评价方面的3个应用实例。在矿产资源评价中的应用是实体模型与场模型的集成,三维显示与检索采用实体模型,资源量估算和矿化分布预测采用场模型;在城市地质中的工程地质层状地质体建模采用多层DEM构模法,介绍了基于三维地层模型的剖切等应用分析;地下水资源评价中含水层组的三维建模采用剖面构模法,以水文地质剖面为建模数据源,辅以钻孔、含水层组底界埋深等值线、地表高程等值线等作为约束条件。 相似文献
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白龙江引水工程是我国拟建的一项重大战略工程,而代古寺水库是该工程的水源枢纽。代古寺水库及其周围地区(本文研究区)活动断层发育、大地震频发,故亟需开展可靠的地震危险性评估,为该研究区内的工程建设和运营保驾护航。由于传统评估方法物理依据不足,难以正确评估研究区的地震危险性,故本文采用了基于地震物理预测的地震危险性评估新方法。研究结果表明,该研究区位于海原地震区,未来100年内该研究区的地震危险性主要源于海原地震区的下一次MS8.5标志性地震。根据断层地震活动、发震潜力与展布特征,我们预判了该标志性地震的可能发震断层和震中位置;应用地震烈度衰减关系,考虑不同震中位置,分别计算了其产生的地震烈度。为确保“百年大计”的白龙江引水工程代古寺水库水资源枢纽安全,我们建议该研究区的抗震设防烈度不宜低于8度。 相似文献
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沉积数值模拟是开展沉积学定量研究的重要手段,在油气地质学、水利工程等领域中发挥着重要作用。本文基于大量国内外文献调研,结合实际研究工作,系统概述了沉积数值模拟的发展历程及模型分类,归纳了几何规则、水动力方程、扩散方程、元胞自动机和模糊逻辑等5种模拟方法,对比各种方法的基本原理、优缺点以及与其相对应的代表性模拟软件的特点;总结了沉积数值模拟在层序地层学,沉积过程及沉积机理,“源-汇”系统和油气地质学等4个研究领域中的应用现状及独特优势;并结合东营凹陷北部陡坡带断层控制背景下两种湖相重力流沉积数值模拟研究实例,进一步说明了沉积数值模拟在沉积学研究中的有效性与重要性;最后展望了探索不同沉积机制数值模拟新方法,多地质过程耦合数值模拟与地质几何建模一体化,基于人工智能驱动的沉积过程反演数值模拟以及在非常规油气资源勘探开发中深入应用是该领域未来的发展方向。 相似文献