Coupling numerical simulation with remotely sensed information for the study of frozen soil dynamics     

HuiRan Gao  WanChang Zhang 《寒旱区科学》2020,12(6):404-417

The acquisition of spatial-temporal information of frozen soil is fundamental for the study of frozen soil dynamics and its feedback to climate change in cold regions. With advancement of remote sensing and better understanding of frozen soil dynamics, discrimination of freeze and thaw status of surface soil based on passive microwave remote sensing and numerical simulation of frozen soil processes under water and heat transfer principles provides valuable means for regional and global frozen soil dynamic monitoring and systematic spatial-temporal responses to global change. However, as an important data source of frozen soil processes, remotely sensed information has not yet been fully utilized in the numerical simulation of frozen soil processes. Although great progress has been made in remote sensing and frozen soil physics, yet few frozen soil research has been done on the application of remotely sensed information in association with the numerical model for frozen soil process studies. In the present study, a distributed numerical model for frozen soil dynamic studies based on coupled water-heat transferring theory in association with remotely sensed frozen soil datasets was developed. In order to reduce the uncertainty of the simulation, the remotely sensed frozen soil information was used to monitor and modify relevant parameters in the process of model simulation. The remotely sensed information and numerically simulated spatial-temporal frozen soil processes were validated by in-situ field observations in cold regions near the town of Naqu on the East-Central Tibetan Plateau. The results suggest that the overall accuracy of the algorithm for discriminating freeze and thaw status of surface soil based on passive microwave remote sensing was more than 95%. These results provided an accurate initial freeze and thaw status of surface soil for coupling and calibrating the numerical model of this study. The numerically simulated frozen soil processes demonstrated good performance of the distributed numerical model based on the coupled water-heat transferring theory. The relatively larger uncertainties of the numerical model were found in alternating periods between freezing and thawing of surface soil. The average accuracy increased by about 5% after integrating remotely sensed information on the surface soil. The simulation accuracy was significantly improved, especially in transition periods between freezing and thawing of the surface soil.  相似文献   

利用GLAS激光测高数据评估DSM产品质量及精度优化   总被引：2，自引：0，他引：2  

胡柳茹  唐新明  李国元  付冬暇  窦显辉  赵世湖 《测绘通报》2019,(11):39-43

提出了一种利用卫星激光测高数据直接优化提升数字表面模型（DSM）产品精度的方法。选取境外中亚地区的资源三号DSM开展试验，通过采用多准则约束方法提取激光高程控制点，分别利用偏度、中值、线性、二次多项式等进行DSM误差修正，发现4种模型均能有效消除DSM系统误差，其中基于二次多项式的方法更适用于平地和丘陵地貌，线性模型更适用于高山地貌。试验验证了采用卫星激光测高数据优化境外DSM技术流程的可行性，最终可提高DSM的绝对高程精度。  相似文献   

Late Cambrian microbial build-ups,Llano Area,Central Texas: A three-phase morphological evolution     

Pankaj Khanna  Heath H. Hopson  André W. Droxler  Dylan A. Droxler  Daniel Lehrmann  Brian Kubik  Jacob Proctor  Pulkit Singh  Paul M. Harris 《Sedimentology》2020,67(2):1135-1160

Although Late Cambrian microbial build-ups were recognized in the Point Peak Member of the Wilberns Formation in Central Texas (USA) nearly 70 years ago, only a few studies focused specifically on the build-ups themselves. This study focuses on the interpretation of the regional (15 measured sections described in literature representing an area of 8000 km²) and local (field and drone photogrammetry studies in a 25 km² area from within south Mason County) microbial build-up occurrence, describes their growth phases and details their interactions with the surrounding inter-build-up sediments. The study establishes the occurrence of microbial build-ups in the lower and upper Point Peak members (the Point Peak Member is informally broken up into the lower Point Peak and the upper Point Peak members separated by Plectotrophia zone). The lower Point Peak Member consists of three <1 m thick microbial bioherms and biostrome units, in addition to heterolithic and skeletal/ooid grainstone and packstone beds. One, up to 14 m thick, microbial unit associated with inter-build-up skeletal and ooid grainstone and packstone beds, intercalated with mixed siliciclastic–carbonate silt beds, characterizes the upper Point Peak member. The microbial unit in the upper Point Peak member displays a three-phase growth evolution, from an initial colonization phase on flat based, rip-up clast lenses, to a second aggradation and lateral expansion phase, into a third well-defined capping phase. The ultimate demise of the microbial build-ups is interpreted to have been triggered by an increase of water turbidity caused by a sudden influx of fine siliciclastics. The lower Point Peak member represents inner ramp shallow subtidal and intertidal facies and the upper Point Peak member corresponds to mid-outer ramp subtidal facies. Understanding the morphological architecture and depositional context of these features is of importance for identifying signatures of early life on Earth.  相似文献   

土遗址全长黏结式锚固系统动力响应解析方法     

芦苇  赵冬  李东波  毛筱霏 《岩土力学》2020,41(4):1377-1387

以纵向宽大裂隙引起的夯土城墙遗址稳定问题为背景，建立危险土体?锚杆?稳定土体锚固系统简化力学模型。该模型将土体对锚杆的摩阻作用简化为一个线性弹簧和一个与速度相关的阻尼器的并联机构，将裂隙段锚杆对两侧土体的拉结作用简化为一个线性弹簧。基于弹性体动力理论建立锚固系统动力平衡方程，并推导了锚杆轴力和位移的动力响应解析解。最后，以新疆高昌故城南城墙某段锚固工程为例对提出的解析方法进行了说明，明确了锚杆轴力响应特征及其分布规律，并通过数值分析对其合理性进行了验证。结果表明：在动力作用下同一位置锚杆的轴力响应呈围绕静力平衡位置的波动形态，轴力峰值点位于裂隙附近，且逐渐向临空端和锚固端指数衰减。在考虑地震加速度沿遗址高度的放大效应后能够获得较精确的锚杆轴力响应。  相似文献   

扎鲁特地区无烟煤分子结构特征和模型构建     

张帅  马汝嘉  刘路  张浩  刘钦甫 《煤田地质与勘探》2020,48(1):62-69

为了构建内蒙古扎鲁特地区无烟煤的分子结构模型，采用工业分析、元素分析、核磁共振碳谱、高分辨率透射电镜和X射线光电子能谱等测试方法对该地区无烟煤的分子结构进行研究。结果表明无烟煤分子结构中以芳香碳为主，脂肪碳以短烷基侧链和环烷烃为主。煤分子结构中氧原子主要以酚羟基和醚氧基的形式存在，氮原子主要以吡咯型氮和吡啶型氮的形式存在，硫原子主要的赋存形态是硫醇硫酚。结合由核磁共振碳谱测得的煤结构参数和由高分辨率透射电镜测得的芳香环尺寸和含量，构建了无烟煤大分子平均结构模型。对构建的模型进行了结构优化与能量分析，发现煤分子结构的芳香片层趋于平行排列，非键结势能中的范德华力是保持煤结构稳定的主要因素。本研究为采用分子动力学模拟从分子尺度研究扎鲁特地区无烟煤在石墨化过程中，其芳香碳层的拼叠过程及其反应路径提供了模型基础。   相似文献   

塔河油田碎屑岩油气运聚模拟及潜力区优选     

冯兴强  宋海明 《地质力学学报》2020,26(6):892-900

为了系统研究塔河油田碎屑岩油气运聚过程，针对研究区目的层的地质特征，文章采用流径和逾渗综合方法进行油气运聚模拟分析。该方法基于断裂-砂体输导格架来开展油气运聚模拟，首先通过断层的分级、分期研究，结合实际资料形成了断层开启性判别标准，进而建立断层输导格架模型；综合使用压实曲线和孔渗关系，利用相控建模技术建立砂体输导格架模型。在断裂-砂体输导格架基础上开展了油气运聚模拟，模拟结果与现有的油气藏吻合较好，表明流径与逾渗综合法是一种模拟研究区目的层油气运聚过程的有效方法。同时，利用模拟结果，明确了主要目的层的潜力区域，对研究区碎屑岩的勘探部署有重要意义和实际价值。   相似文献   

不同顶管组合方式的管幕冻结温度场模型试验   总被引：1，自引：1，他引：0  

段寅  荣传新  程桦  蔡海兵  解德柱  丁杨龙 《冰川冻土》2020,42(2):479-490

拱北隧道作为港珠澳大桥珠海连接线的关键性工程， 在国内外首次成功运用了管幕冻结技术。以此为背景， 为更加全面地掌握饱和软土地层中管幕冻结温度场的分布特点， 开展了不同顶管组合方式下的管幕冻结温度场模型试验研究。试验结果表明： 各测点温度曲线在积极冻结期前4 h急剧下降， 随后逐渐减缓， 降至砂土冰点后趋于平稳， 三种布管方式均满足冻结设计要求； 冻结管中低温盐水提供的冷量首先传递给顶管管壁， 再以“面”的形式均匀地传递给周围土体； 积极冻结21 h后， 采用四根空顶管组合的C区冻结壁竖向范围最大， 空管管壁正上方冻结壁平均厚度约为105 mm， 在满足管幕刚度设计要求的前提下， 可采此布管方式以达到快速形成冻结帷幕的目的。限位管开启后的4 h内， 实顶管中线垂直距离100 mm范围内测点温度曲线虽有明显回升但仍维持在冻土冰点以下， 超出此范围后温度变化影响逐渐减弱， 且顶管间冻结壁稳定存在， 表明限位管在满足管间有效封水的条件下， 能在一定范围内起到定向限制地层冻胀的作用。优化后的双圆形冻结管在满足冻结设计要求的同时， 更加便于安装且经济环保。  相似文献   

金伯利岩型金刚石矿床研究及其成矿模式探讨——以辽宁瓦房店地区金刚石原生矿矿床为例     

刘礼广  吴大天  韩双  万方来  林少全  杨献忠 《地质学报》2020,94(9):2650-2665

辽宁南部瓦房店金刚石矿是国内最大的金刚石矿产区，现已发现4处金刚石成矿带、120个岩体。其中金伯利岩岩管24个、岩脉89个、可疑岩体7个，累计提交1221万克拉储量，占全国金刚石储量52%。本文主要对该矿床的金刚石母岩—金伯利岩的岩石地球化学特征进行了全面系统分析，发现金伯利岩中MgO、NiO、Cr 2O 3的含量与TiO 2、Al 2O 3、Na 2O、K 2O、CaO、P 2O 5等偏碱性组分呈正相关关系；Ni、Cr、Co含量与金刚石含量呈正相关，而Ti、Zr、Ba元素含量与金刚石含量呈负相关。通过对瓦房店矿区金刚石中石榴石及单斜辉石包裹体、橄榄石- 石榴石矿物对、石榴石微量元素、尖晶石- 橄榄石等多种地质温、压计归纳得出金刚石矿的来源深度为150~210 km,压力5~7 GPa，温度1083~1261℃，在上述温、压条件下，结合岩浆化学组成，估算金伯利岩具有低氧逸度(fO 2=2. 913×1. 01325×10-6Pa)的特点。结合野外勘查工作，总结了该矿床的地质特征、控矿构造、矿体空间分布规律等要素，认为NEE向和NE向断裂控制着金伯利岩体的展布方向和矿体形态。脉状金伯利岩体一般呈NEE 70°~80°方向展布，严格受NEE至近EW向的密集节理或裂隙控制。提出了金刚石母岩—金伯利岩是由源于上地幔岩浆，在一定的封闭条件下，受构造与岩性双重控制，多期性的爆发与侵入交替作用所形成，并建立了具有较高氧逸度和较高密度的流变性软流圈，通过渗滤熔体浸蚀岩石圈形成金刚石的理想成因模式，希望为下一步找矿工作提供参考。  相似文献   

节点-场所模型及其应用的研究进展与展望     

陆林  邓洪波 《地理科学》2019,39(1):12-21

系统梳理了节点-场所模型及其应用的相关研究成果,发现已有研究主要集中在利用模型分析枢纽地区节点与场所发展特点、探究枢纽地区类型特点、预测枢纽地区发展潜力等方面。基于高速交通网和互联网的快速发展,提出未来节点-场所模型应用研究的重点方向：开展不同类型交通枢纽地区节点功能和场所功能的协同作用研究,探索旅游地空间节点功能和场所功能的平衡发展路径,探究不同要素流网络中节点城市的节点和场所协同发展,揭示节点-场所模型视域下地域空间演化的特征与规律,构建跨学科多元化的研究方法体系。通过加强节点-场所模型的应用研究,有利于优化地域空间结构,提升地域空间功能,丰富地域空间发展的理论研究,对制定地域空间发展规划具有重要启示。  相似文献   

京津冀协同治理的回顾与前瞻   总被引：1，自引：0，他引：1  

崔丹  吴昊  吴殿廷 《地理科学进展》2019,38(1):1-14

京津冀区域治理是伴随三地协作发展的进程,从政府层面的管制转向各利益主体协调治理,从自上而下的竞争合作转向上下结合的协同合作的一系列有效应对举措。经过30多年的努力,学界和政府部门已经形成了较为丰富的京津冀区域治理研究成果。通过梳理自1984年以来相关区域的研究,尝试从时空维度厘清京津冀区域治理的研究脉络及其变化,剖析目前京津冀区域治理所涉及的治理模式、协调体系、以及形成的发展策略,为改进和提高京津冀区域治理效果提供参考。京津冀协同治理过程是学术界与政府的互动融合过程,其中政府的作用居主导地位。未来将在治理主体、治理机制、治理效果评价和文化、医疗、养老等领域的协调发展方面得到深化和细化。  相似文献