数字孪生村落:传统村落全要素智慧化营建新范式

工业与生态文明对传统农耕文明的不断侵蚀,导致了传统农耕文明的不断消亡。为了实现对传统村落全方位要素的保护目标,以数字孪生技术为驱动内核,就传统村落全要素保护的内涵与外延、体系架构、建设路径及关键技术等展开讨论。结果表明,数字孪生村落的全要素智慧营建是一项复杂的系统性工程,需要从顶层设计、标准体系、建设路径与示范应用四个维度进行深化研究;新型测绘耦合数字孪生技术为传统村落的全要素智慧化管控与运维奠定了数据与技术基础,结合实际保护需求与建设目标的“二阶段”体系划分,以期为传统村落的产学研用一体化保护、协同发展与综合利用提供方法借鉴。

多模式组合的居住区绿地对热环境影响的模拟研究

居住区作为城镇居民三生活动最主要的空间单元,其热环境质量直接决定了小区内居民的舒适感和幸福度.本文在归纳总结城镇居住区绿地组合模式的基础上,基于非静力流体力学技术和热力学原理,耦合有限差分及交替方向隐式算法对小区范围内不同模式结构组合的绿地生态系统进行热效应模拟研究,通过对比分析不同模式组合的绿地系统热环境效应特征,探寻多模式组合下的居住区绿地与局地热环境间的交互关系.结果表明:在相同的模拟条件下,“中心+宅间”绿地组合模式的热环境效应最好,“组团+宅间”模式次之,“宅间”模式热环境效应最差;模拟区域内三种绿地组合模式的最高最低温度差分别为2.36、2.31和2.34℃,且温度自西南向东北方呈现圈层式分布特征;多绿植类型的组合模式对局地热环境的改善效果依次为:草+灌+乔>草+乔>草+灌>草,灌木对绿地热环境舒适度的改善效果不显著.该研究能够为居住区绿地规划设计与实践提供科学参考.

藏式传统木结构民居解构与营造研究

文章采用ICP算法结合最优最小二乘法原理针对高度变形的藏式传统木结构民居展开定量化测绘,并利用逆向技术重构原生模型。结果表明:ICP算法结合最优最小二乘法原理可以有效提升多源点云数据融合精度,能够为藏式传统木结构民居研究提供可靠、真实的本底数据,实现了对藏式传统木结构民居的结构解析、实景复原、建筑形态与形制模式及要素特征等肌理阐释。该方法可为其他地区传统建筑的研究与全要素保护提供方法借鉴。

居住区绿地改造夏季热环境模拟与优化策略研究

为了定量分析绿地结构及其模式对夏日室外温湿度、风速的影响,综合运用三维非静力模式ENVI-met对住宅区绿地改造前后进行对比分析。结果表明:ENVI-met模拟结果与实况接近,能较好反映温湿度变化情况;“中心+宅间”绿地模式中,增加高大乔木及场地树阴,改造后温度平均降幅0.2~1.13℃;改造后相对湿度提升1.61%~5.87%,且上午较下午显著;改造后由于缺失通风廊道而导致风速降低。UTCI结果显示改造后的居住区热舒适下午改善效果较上午明显,平均降幅0.72℃。因此,基于现有场地约束性条件对小区内现存绿地的布局、形态结构、植被搭配及通风廊道的营造,是现阶段针对老旧小区人居热舒适提升的可行性方法。

心律不齐老年患者冠状动脉与主动脉一站式CTA检查方案优化的研究

目的探讨高龄心律不齐患者冠状动脉与主动脉CT血管造影(CTA)的一站式检查方案的优化。方法将60例70岁以上心率不齐患者,随机分为A(常规方案)、B(优化方案)两组各30例,分别进行动脉血管成像。测量主动脉及冠状动脉各节段的CT值及其相应平面脂肪组织的CT值以及标准差,同时计算信噪比(SNR)及对比噪声比(CNR),三维后处理图像质量由两名高年资放射医师进行主观评判,并记录对比剂用量和辐射剂量。比较和分析两组的客观图像质量(血管CT值、噪声、SNR及CNR)、主观图像质量、辐射剂量及对比剂用量等指标。结果B组辐射剂量[(12.3±3.6)mSv]明显低于A组[(31.1±15.3)mSv](t=6.71,P<0.001)。两组冠状动脉图像质量评分差异有统计学意义(Z=-2.304,P<0.05),A组图像质量评价优良率(4~5分)占62.9%,B组占87.5%;伪影A组占27.1%,B组占12.5%;两组主动脉和股动脉图像质量评分差异无统计学意义(Z=-1.838,P>0.05)。结论采用心电门控冠状动脉序列和主动脉大螺距扫描序列组合的一站式扫描方式能够明显降低心律不齐高龄患者的辐射剂量和对比剂用量。

平行系统支撑的林火仿真与协同灭火研究

为了能够为突发的森林火灾提供科学预案与精准决策,本文以时空大数据为基础,提出了以平行系统为骨架,以广域HLA协议为准则,在搭建林火发生、蔓延及灭火等全过程模拟与应急演练模型设计基础上,采用粒子系统和修正的Rothermel模型分别进行林火及其蔓延过程模拟,在对各对象类和交互类设计的基础上,完成了应急模拟与协同演练的原型系统开发,并以漳浦县为例,对该系统进行验证。结果表明,平行系统的引入与时空大数据的耦合可以很好地克服模拟场景与实时场景的关键脱节,实测应急响应模块的导入,能够为实时灭火决策提供高精准信息化服务,使得该协同模拟与应急演练更具实用性与推广性。

城市河道及周临用地对地表热环境的影响研究

水体作为城市生态系统的重要组成部分,对改善城市热岛效应和人居热环境具有重要的生态学意义。文章以多时相Landsat和SPOT为实验数据,提出了一种针对混合像元的支持向量机最优端元子集构建原理的地表比辐射率确定方法,采用单窗算法,以灞河及周临用地为研究对象,剖析了河道水体、周临用地与地表温度间的耦合关系。结果表明:①支持向量机的混合像元最优端元子集构建方法提取地表比反射率结果与MODIS LSE产品误差小于0.005(R=0.832),表明该方法精度较高,可用于地表比辐射率的提取;②1992—2019年27 a间灞河两岸用地类型与局地地表温度格局变化显著,建设用地急剧增加,变热趋势明显;不同时期河道周临用地类型对地表温度影响的幅度不同,建设用地、草地、水体及林地为影响灞河两岸热环境的主要用地类型,水体、林地、草地和耕地均表现为不同程度的降温效应,降温幅度依次为:水体>林地>草地>耕地;③同一时期灞河两岸用地类型对局地温度的影响存在空间差异。灞河以东水体、林地、草地和耕地降温效果显著,而灞河以西则为水体、林地及草地。该研究有助于正确认知城市河道对局地热环境的影响特征,能够为城市河道及其周临局地热环境改善提供科学参考。

陕西省传统村落时空格局演化及驱动力分析

为了定量揭示陕西省传统村落时空格局演化特征及其驱动力,基于时空格局和图谱认知,结合历史文献与中尺度遥感研究,从时间-空间视角对陕西省431个传统村落的时空格局演化及驱动力展开分析。结果表明:从重心移动轨迹来看,陕西省传统村落呈现由“中—北—南”的时间迁移特征;从空间来看,陕西省传统村落的分布具有典型的空间聚集性,热点区域分别出现在陕北榆林延安、关中渭南、陕南安康3个区域;从选址来看,陕西省传统村落大多分布在高原山地中地势较为平坦、临近水源、温度适宜的区域。陕西省区域经济不均衡与环境温度是决定传统村落选址与时空聚集的首要因素,而地域文化发展的差异最终导致了传统村落的非均衡性扩张。

西安城市公园绿地生态服务功能价值估算研究

为有效提升公园绿地的服务价值,为协助城市可持续发展提供理论依据,以Quick bird高分辨率遥感影像数据、样地实测三维激光点云数据为主,采用微分法定量描述了西安市兴庆宫公园绿地系统三维绿量及其生态服务功能与生态价值.初步形成定量分析研究方法可用于西北乃至其他生态脆弱区城市园林绿地生态系统的科学评价,可为城市绿地生态系统规划提供科学依据,促进城乡人居环境的可持续发展.结果表明:(1)西安市兴庆宫公园绿地系统三维绿量较高,为149602.856 m^(3);(2)兴庆宫公园绿地系统各项生态服务功能由大到小依次为固碳量>释氧量>滞尘量>吸收二氧化硫量,固碳效益贡献率最高,对城市生态环境起到了明显的改善作用;(3)兴庆宫公园绿地系统年固碳、释氧、滞尘、吸收二氧化硫生态服务功能总价值达到了705412.466元,其价值比例分别是77.27%、0.08%、3.97%和18.68%.

基于贝叶斯优化BP神经网络的压力容器最小壁厚预测研究

压力容器最小壁厚对压力容器的结构强度和稳定性具有重要作用。鉴于此,利用贝叶斯优化方法结合BP神经网络,实现对压力容器最小壁厚的精确预测。首先,采用贝叶斯方法优化隐含层神经元数量,得到最优隐含层神经元数量。然后,使用该最优神经元数进行模型训练。最后,将验证集输入到模型中进行验证,以得到压力容器最小壁厚的预测结果。结果表明,基于贝叶斯方法优化BP神经网络的模型能够精确地预测压力容器筒体和封头的最小壁厚,且均方误差仅为0.2678和0.7448,该模型能够提供更可靠的设计和决策依据,为提高压力容器结构设计的效率和安全性做出重要贡献。

基于HLA的森林灭火仿真系统的研究

针对虚拟森林灭火仿真需要支持多种不同要素可同时参与灭火仿真的功能需求,提出了一种基于HLA的可扩展的分布式森林灭火仿真体系结构,基于这种结构,仿真用户可以通过目标系统重组的方式构建具体的联邦应用系统,并就系统设计、开发过程中的关键技术,如FOM/SOM设计、联邦成员框架结构设计,仿真运行机制,时间策略设置等分别作了深入研究,在此基础上完成了森林灭火仿真原型系统的设计与开发。

基于遥感的夏季西安城市公园“冷效应”研究

城市公园景观作为城市绿洲区对城市生态环境特别是局地热环境的调节和改善起着极其重要的作用。以热红外遥感数据为信息源,以遥感定量反演和地理信息空间分析技术为支撑,对西安市城区7个主要公园对周边区域热环境的降温效应进行了研究。结果表明:降温幅度(ΔT)与远离公园的距离(L)两者间呈现非线性的关系特征;不同形态参数的公园对其周边区域的热环境影响不同,公园降温范围与公园绿地面积和水体面积呈现较强的正相关关系;公园水体面积比例≥30%时,其平均降温影响范围和降温幅度均高于水体面积比例低于30%的公园。因此,城市公园建设,不仅要考虑公园面积和形状,亦要考虑水体比例,一般说来,水体面积占公园面积30%以上为佳。基于热红外遥感数据对城市公园影响周边区域的范围和强度进行了定量探讨,所得结论对指导城市公园的规划与建设具有实用价值和参考意义。

快速城镇化背景下城市热岛演变特征及成因分析

以快速城镇化为研究背景,以西咸一体化为样区,基于Landsat TM热红外波段数据,采用单窗算法反演地表温度,获得了1988、2000和2010年三个不同时相西咸地区热岛空间分布及演变特征,并借助主成分分析的方法探讨了西成一体化背景下城市热岛的演变成因,结果表明:①西咸一体化致使西咸地区热岛效应加剧,表现为22年间热岛区域面积累计增加95.79 km^2;②热岛区域面积的增加主要来源于强热岛区和常温区面积减少的流入;同时,绿岛区域是西成区域内变化仅次于常温区域的热岛类型,累计增加161.72 km^2;③22年间西成地区强热岛区域表现为由面及点的发展趋势,而热岛区域则呈现摊大饼式的面状扩展模式;④PCA分析表明:城市人口、建成区面积、人均道路面积、人均绿化面积、平均风速和降水量6个影响因子为西成一体化进程中城市热岛演变特征的主要影响因素.

感应电动机转子磁链的间接观测方法

转子磁链的实时检测是实现各种高性能交流调速方法(如矢量控制、非线性解耦控制)的基础。本文综述了各种典型的转子磁链的间接观测方法——按其使用的实测物理量的不同,对这些方法进行了分类;使用统一的符号系统逐一介绍了这些观测方法,并对比了各种方法的数学实质和优缺点;对常用的观测方法,还定量分析了其误差收敛性能。

基于多元目标的主成分分析的热岛效应成因研究--以西安市为例

城市热岛效应作为城市化进程的负效应,其成因具有复杂性和地域性特征.以西安市为例,基于多元目标分析的主成分方法定量计算了不同影响因子对西安市热岛效应的贡献度大小,并以此为基础,最终筛选了城市人口、人均拥有道路面积、人均拥有机动车数、人均绿化面积、建成区面积、降水量及平均风速7个主要因素作为西安市热岛效应的主要成因;最后,从调整城市规划思路、控制工业热源、调控民用热源等三个方面为出发点构建了应对西安市热岛效应的宏观调控体系,其内容由3个一级指标、12个二级指标和5个三级指标构成.对应对和缓解西安市热岛效应具有积极的指导意义,也为其它城市应对热岛效应提供范式参考.

西咸一体化驱动的咸阳市热力景观格局时空分异分析

以西咸一体化进程为驱动,以咸阳市1988~2019年热力景观格局时空分异演变特征为研究对象,以多时相、多源异构数据为支撑,采用单窗算法反演得到了多时相热环境数据,结合景观生态学理论,运用斑块总数等景观指数及空间格局移动轨迹方法对咸阳市31年间的热力景观格局时空演变特征进行了剖析.结果表明:(1)咸阳市31年间热力景观类型中常温区占主导地位,年均占有率为70.1%;(2)常温区景观类型变幅最大,31年间累计减少104.65 km^(2);其次是热岛区,31年间累计增加99.5 km^(2);变幅最小的是强绿岛区,31年间累计减少2.24 km^(2);(3)热力景观指数分析表明:31年间咸阳市整体热力景观斑块形状复杂度降低,斑块趋于规则化.究其原因是城市化进程导致城市用地类型占主导地位及大规模城镇化建设过程区域完成所致.(4)咸阳市热岛景观和强热岛景观整体呈现由西南向东北的方向走势.

基于CA-Markov模型的西安市热环境模拟研究

将元胞自动机理论和马尔可夫模型相结合，构造了可用于城市热环境模拟与预测分析的CA-Markov模型．以西安市为例，基于单窗算法反演了西安市2000年和2006年两个不同时相城市热环境数据，并利用构建的CA-Markov耦合模型，模拟分析了西安市2018年城市热环境格局分布特征．结果表明：（1）CA．Markov模型具有较高的模拟精度，可用于城市热环境的模拟研究；（2）2018年西安市不同热岛类型面积由高到低依次为：常温区〉绿岛区〉热岛区〉强热岛区〉强绿岛区，所占面积比例分别为：70．20％、13．06％、12．01％、3．67％、1．06％；2006~2018年12a间强热岛区、热岛区、常温区、绿岛区和强绿岛区的面积变化分别为：0-31％、-0．60％、1．2％、-0．84％、-0．08％；（3）2018年西安市热环境状况整体趋于良好，常温区占绝对优势，但局部地区热环境表现为小幅加剧的趋势．因此，建议西安城市规划建设中热环境规划作为一项重要内容予以考虑．

三维激光扫描在土石方量精计算中的应用

探讨了三维激光扫描技术在土石方量精确计算中的应用,主要包括方案设计、前期组织、外业施测到内业成果计算与提交的整个过程。并通过实际项目案例予以验证,以期为三维激光扫描技术在土石方量精计算中的应用提供参考。

多层面螺旋CT机的应用质量检测与结果分析

目的 :分析与探讨多层面螺旋CT机(multi-slicehelicalCT,MSCT)应用质量。材料和方法 :不同生产厂家生产的MSCT三台 ,用美国体模实验室(ThePhantomLaboratory)生产的CatphanTM体模以及美国Radcal公司生产的剂量测试设备对这三台MSCT进行应用质量检测。结果 :三台MSCT各有1项性能参数不合格 ,部分参数检测结果不理想。结论 :MSCT的剂量指数和场均匀性等参数的性能有待改善。