Digital mapping of coastal boulders – high-resolution data acquisition to infer past and recent transport dynamics     

Fabian Boesl  Max Engel  Rodrigo C. Eco  JaN B. Galang  Lia A. Gonzalo  Francesca Llanes  Eva Quix  Helmut Brückner 《Sedimentology》2020,67(3):1393-1410

Coastal boulder fields provide clues to long-term frequency-magnitude patterns of coastal flooding events and have the potential to play an important role in coastal hazard assessment. Mapping boulders in the field is time and labour-intensive, and work on intertidal reef platforms, as in the present study, is physically challenging. By addressing coastal scientists who are not specialists in remote sensing, this contribution reports on the possibilities and limitations of digital applications in boulder mapping in Eastern Samar, Philippines, where recent supertyphoons Haiyan and Hagupit induced high waves, coastal flooding and boulder transport. It is demonstrated how satellite imagery of sub-metre resolution (from Pléiades and WorldView-3 imagery) enables efficient analysis of transport vectors and distances of larger boulders, reflecting variation in latitudes of both typhoon tracks and approaching angles of typhoon-generated waves. During the investigated events, boulders with a-axes of up to 8 m were clearly identified to have been shifted for up to 32 m, mostly along the seaward margin of the boulder field. It is, however, hard to keep track of smaller boulders, and the length of a-axes and b-axes including their orientation is often impossible to map with sufficient accuracy. Orthophotographs and digital surface models created through the application of an unmanned aerial vehicle and the ‘Structure from Motion’ technique provide ultra-high-resolution data, and have the potential to not only improve the results of satellite image analysis, but also those from field mapping and may significantly reduce overall time in the field. Orthophotographs permit unequivocal mapping of a-axes and b-axes including their orientation, while precise values for c-axes can be derived from the respective digital surface models. Volume of boulders is best inferred from boulder-specific Structure from Motion-based three-dimensional models. Battery power, flight speed and altitude determine the limits of the area covered, while patches shielded by the boulders are difficult to resolve. For some tasks, field mapping remains mandatory and cannot be replaced by currently available remote sensing tools: for example, sampling for rock type, density and age dating, recording of lithological separation of boulders from the underlying geological unit and of geomorphic features on a millimetre to decimetre-scale, or documentation of fine-grained sediment transport in between the boulders in supratidal settings. In terms of future events, the digital products presented here will provide a valuable reference to track boulder transport on a centimetre to decimetre-scale and to better understand the hydrodynamics of extreme-wave events on a fringing reef coastline.  相似文献   

针铁矿对湖泊草、藻来源可溶有机质的非均质吸附     

章奇  居琪  李健欣  曹驰程  江和龙  张晖 《湖泊科学》2020,32(4):1041-1049

为探究富营养化湖泊中自生源可溶有机质(DOM)在泥水界面的吸附行为,以马来眼子菜(Potamogeton malaianus)和铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)释放的DOM为代表,考察针铁矿对草、藻源DOM中不同组分的吸附特征.三维荧光平行因子分析表明类富里酸组分C1和类胡敏酸组分C4的含量很低,而类蛋白物质(类酪氨酸组分C2和类色氨酸组分C3)分别占草、藻源DOM荧光组成的70%和93%. 2种DOM均可被针铁矿吸附,吸附过程符合伪一级动力学.通过等温线拟合发现针铁矿吸附藻源DOM的非线性更强,饱和吸附量(23.77 mg/g)高于草源DOM(19.10 mg/g).特别地,类蛋白组分呈现非线性吸附,而类腐殖物质的吸附近似线性,且针铁矿对于DOM各荧光组分的吸附量顺序为:C3C2 C4 C1,此非均质吸附特征与DOM组分的初始含量、分子大小、芳香性及有效吸附位点有关.红外光谱证实氨基、羧基和羟基是吸附过程中的重要官能团.因此,草、藻源DOM显著改变了针铁矿表面的有机物质组成,影响湖泊沉积物的生物地球化学行为.  相似文献   

陡立矿山岩壁治理中的飘台稳定性分析          下载免费PDF全文

王腾飞  王蒙 《探矿工程》2020,47(10):61-66

随着国家和社会的发展，人们对生态环境越发重视。在经济发展的过程中，因采矿而遗留下了大量的废弃矿坑，这些矿坑的治理迫在眉睫。飘台作为一种治理高陡光滑岩壁的有效方法，在实际工程中被大量使用，然而对飘台稳定性的分析大多停留在简单的公式上。本文设计了一种适用于陡立矿山岩壁治理的砼制飘台结构，提炼了计算飘台稳定性的公式并结合FLAC3D数值模拟软件，对飘台的稳定性进行了分析。研究结果表明，此砼制飘台比较适用于陡立矿山岩壁的治理。  相似文献   

贵州开阳地区澄江组第二段砂岩粒度分析与沉积环境          下载免费PDF全文

乔卫涛  陈仁  胡歆睿  吕留彦  周武 《贵州地质》2020,37(1):59-65

对开阳地区金中背斜及翁昭地区澄江组第二段砂岩的进行了粒度分析,得出了其粒度参数特征。以粒度参数为基础,根据萨胡粒度判别函数、离散图解及粒度概率累积曲线及Sr/Ba测试分析,显示其沉积环境为河流相沉积。结合砂岩岩石学特征综合判断金中地区为辫状河沉积而翁昭地区为曲流河沉积。整体证实了贵州南华系澄江晚期古地理格局为北西高,南东低的特征。  相似文献   

非连续变形分析中块体大转动问题研究     

巩师林  凌道盛  胡成宝  钮家军 《岩土力学》2020,41(11):3810-3822

原有非连续变形分析（DDA）采用一阶近似后的位移增量表达式更新块体构形，推导相关子矩阵，且对不同时步计算出的应变增量直接叠加，当模拟的块体发生大转动时往往会产生较大误差。为考虑块体转动与变形的耦合作用，引入先变形、后转动的块体位移增量表达式。重新推导了惯性力子矩阵，将块体转动时的离心力与科氏力加到荷载矩阵中。计算时对应变分量及其相关变量进行坐标变换与修正，并采用新引入的位移增量表达式计算块体顶点位移，进行后接触修正与更新块体构形。数值算例表明，改进后的程序能够消除转动带来的误差，自动考虑了块体转动时离心力和科氏力引起的变形，应变计算精度更高。改进方法克服了块体体积自由膨胀、应变场畸变等问题，给出了合理的块体应变。  相似文献   

筋土界面特性宏细观分析试验仪器研制与应用     

易富  杜常博  王政宇  于犇 《煤田地质与勘探》2020,48(1):174-182

为了更全面地分析筋土界面相互作用特性，改制了一台可视加筋土界面特性宏细观分析的试验仪器，可开展不同土工合成材料与填料的直剪和拉拔试验；该仪器改进了试验箱的尺寸，可方便两种试验的对比分析，增加了图像摄录系统，可进行试验过程的细观分析。使用新研制仪器分别进行了土工合成材料（土工格栅和土工布）加筋尾矿砂的直剪和拉拔试验，试验结果表明:两种试验条件下，土工格栅与尾矿的界面参数（似黏聚力和似摩擦角）及似摩擦系数均比土工布与尾矿的界面参数和似摩擦系数大；直剪试验下筋材网孔的有无对筋-尾矿界面参数均有较大影响，拉拔试验下筋材网孔有无对筋-尾矿界面参数似黏聚力的影响较为显著，对似摩擦角的影响较小。随着宏观变量法向应力的增加，细观参数孔隙率减小，平均接触数增加，反映在宏观上的现象就是填料颗粒被压密，筋材需要克服的阻力增大。该试验仪器能够较好地分析筋土界面宏细观特性，获得关键技术指标以用于加筋结构的设计。   相似文献   

非典型周期和气候突变的识别与判定          下载免费PDF全文

秦建国 《水文》2020,40(1):23-28

通过两种新方法分析了无锡站降水年际变化的突变性、周期性等特征,揭示了旱涝演化的自然规律。研究表明,1934、1978、2013年是我国近现代气候突变的临界点,这是旱涝演化的自然选择;无锡站年际降水的观测历史可分成四个特征不同的时段,每个时段节点对应的都是一次气候突变;气候突变会改变年际降水序列的一致性,分段法研究可以大幅度降低模拟难度、提高预测效率。发现并确认了3个气候突变点,实现了超长缺测中断期(13a)旱涝趋势的精确插补,完成了无锡站近百年降雨序列的周期性分析与旱涝趋势预测模拟,研究成果改变了近现代气候历史无法细分的现状。  相似文献   

基于专利的石漠化治理技术分析     

宁宝英  马建霞  姜志德 《中国沙漠》2019,39(5):135-142

石漠化是发生面积仅次于沙漠化的荒漠化类型，已成为中国西南喀斯特山区可持续发展的主要障碍，其治理与恢复是复杂的系统工程。从治理技术层面，以1 159组简单专利族为数据基础，揭示国内石漠化治理技术类别分布和主要领域。在对专利进行简要计量分析以提供概貌认识的基础上，通过阅读专利摘要内容，采用自下而上的聚类方法将当前专利划分为石漠化判断、治理、产业经济3个大类，监测与评价、科研仪器、生物治理、工程治理、化学治理、综合治理、综合产业、农业和工业9个中类，更细分至雨水搜集净化等42个小类。根据专利数量认定的四大主要技术领域为：工程治理（8.63%）、水分利用（12.51%）、栽培种植（27.52%）、植物资源加工（9.67%），占总量的58.33%，专利领域分布相对集中。对主要技术领域采用内容分析法，提取工程治理具体措施、集雨工具、植物、加工制品等的信息并对其进行了详细阐述，指出目前专利技术中的问题：石漠化地区特有的植物资源众多，但目前加工层次偏低，应在拓展加工类型、延长加工产业链条、发掘植物药用和日用价值方面加大研发力度；防止土壤漏失技术、设施农业技术和生命基因技术亟待发展。分析可为全面认识国内石漠化治理技术提供专利视角的参照。  相似文献   

Nonlinear analysis of masonry structures using fiber-section line elements     

Matteo Peruch  Enrico Spacone  Guido Camata 《地震工程与结构动力学》2019,48(12):1345-1364

For seismic analysis of unreinforced masonry (URM) buildings characterized by a box-like behavior, a widely accepted model is based on the equivalent frame idealization of walls. The equivalent frame model uses 1D elements to represent the vertical piers and horizontal spandrels which are connected by rigid nodes. The mechanical characterization of the elements is one of the crucial aspects to predict reasonably the building seismic behavior. Through the comparison with pseudo-static and dynamic experimental tests performed on two-story full-scale buildings, this paper validates the frame modeling in the OpenSees framework, which includes a fiber-section force-based beam element for the axial-flexural behavior, coupled with a cyclic shear-deformation phenomenological law.  相似文献   

历史名人轨迹的空间可视化与分析     

王妮满  秦昆  罗俊  陈昆  胡圣 《地球信息科学学报》2020,22(5):978-988

历史名人的行为轨迹反映了当时的历史文化背景,通过历史名人行为轨迹的空间化和可视化,可以对历史社会状态进行探索和分析。对历史名人的社交关系网络进行可视化研究,有利于剖析当时的政治背景与人物关系。目前,基于GIS的空间人文社会科学深层次分析方法和工具还很少,根据地理位置对历史人物的社交网络进行分时段的研究也很少。本文以玄奘和欧阳修为例,探索了基于WebGIS的历史人物轨迹空间可视化分析方法,基于核密度估计与标准差椭圆的空间分析方法,分析历史名人轨迹点的空间分布特征,统计迁徙指数、首都距、家乡距、成长地距以分析基于距离的轨迹点移动特点;分时段构建了历史名人的空间社交网络,并结合历史背景、名人事迹、名人作品和空间化结果进行了综合分析。分析结果表明： ① 历史名人的迁移轨迹与当时的历史人口迁移趋势基本是一致的,受社会变动影响较大;② 历史名人在事业上升期有更大的社交网络圈,而在人生没落阶段社交网络圈减小。本文对历史名人轨迹的空间可视化与分析方法进行了探索,可以为空间人文社会科学相关领域的分析研究提供参考。  相似文献