基于微服务架构的城市土壤污染物联网监测及可视化系统研发

土壤污染具有累积性、隐蔽性、潜在性和不可逆性,对城市土壤污染进行预防和科学系统的监测至关重要。传统监测方法存在时效性差、数据处理能力有限等问题,无法满足城市土壤污染预防和科学系统监测的需求。本研究旨在开发一套能够实时在线监测、处理和分析城市土壤污染数据的系统,以提高预测和预警的时效性。基于微服务框架Spring Cloud Alibaba,整合开发基于EMQX平台的订阅端,实现土壤数据的采集和入库。同时,开发与Geoserver服务器对接的WebGIS功能模块,利用OpenLayers渲染地图和土壤元素浓度图,实现对土壤状态的监控和可视化分析,进而实现对土壤污染的预测和预警。突破相关监测元素的传感器技术,可以实现城市土壤污染的物联网实时在线监测,处理和分析土壤污染数据,显著提高土壤污染预测和预警的时效性。

面向地质封存及其泄漏风险评价的CO_(2)物联网在线监测

CO_(2)地质封存可以在控制CO_(2)排放的同时兼顾社会经济发展,已成为实现双碳战略目标必不可少的技术途径。然而,在CO_(2)地质封存过程中,由于封存的CO_(2)存在向封存区外泄漏或渗漏的风险,这可能对环境以及周围生物造成严重影响。因此,CO_(2)地质封存的安全性和有效性风险需要得到持续的监测,对于潜在泄漏的监测与识别是碳封存系统安全保障的关键环节。物联网在线监测技术具有的大范围、连续监测和智能分析等特征,较好地契合了地质封存场地的监测需求,但目前还没有在封存监测领域进行大规模应用。为了建立面向地质封存场地的物联网在线监测系统,首先介绍了传感器选择和传感器节点部署的依据,并提出了底层传感技术的设计思路,展示了已完成的碳排放在线监测系统。在传感器选择方面,采用红外CO_(2)传感器为主、激光CO_(2)传感器为辅、FT-IR巡逻监测的设计思路。在传感器节点部署方面,采用随机部署与固定部署结合,可移动部署实时优化的设计思路。在网络拓扑结构设计方面,在高泄漏风险的重点区域采用簇状拓扑和网状拓扑混合的方式,在边缘区域则采用星状拓扑、树状拓扑结构与主体区域相连的设计思路。未来伴随着传感器批量化和微型化生产的不断推进,传感器节点的分布组网将逐渐形成规模,物联网在线监测技术将在CO_(2)地质封存场地的监测领域发挥更为重要的作用。

基于CiteSpace的地质大数据与人工智能研究热点及前沿分析

为研究地质学领域的大数据和人工智能研究现状、热点和前沿,在中国知网(CNKI)核心期刊和Web of Science(WoS)核心数据库收集了2000—2022年相关中文文献3600篇、英文文献1803篇,利用社区结构分析软件CiteSpace,从合作作者、研究国家、研究机构、关键词聚类、关键词时空分布图谱等进行可视化分析,并统计了2021—2022年间,地质学领域国际顶级期刊(综合影响因子10以上)的文献进行前沿分析。分析结果表明,近10年内该研究领域全球累计发文量激增,以中国为代表的亚洲国家和以美国为代表的欧美国家研究为主,双方累计发文量相差不大,论文中介中心性欧美国家普遍较高。我国研究机构之间的交流合作居多,与国外的研究机构交流合作较少,国外研究机构则与之相反。该领域以应用机器学习类方法、知识图谱构建等,在地质灾害防治、地震解释、石油与天然气勘查、固体矿产资源预测等方向进行的科学研究为研究热点,以深度学习、集成学习、智能平台搭建等为手段的地球演化过程中的重大地质事件研究、全球性气候变化、极地及海洋地质研究、数字地质建模及定量分析、地震预报、地灾易发性精准评估等为研究前沿。

找矿知识图谱的智能化应用:以钦杭成矿带斑岩铜矿为例

找矿知识图谱是一个结构化的找矿知识表示形式,它通过将各种矿床地质、矿物、矿体和勘探开发技术等要素以及要素之间的关系进行关联和表达,形成一个知识图谱结构,为矿产资源的预测和评估提供了新的途径。本研究从数据源和文献中收集了钦杭成矿带斑岩铜矿的相关知识,利用自然语言处理技术构建了知识图谱并和机器学习技术进行知识的自动化提取和推理。本研究通过构建找矿知识图谱模型,对钦杭成矿带斑岩铜矿的实体、属性和关系进行了表达和存储。在此基础上,利用自然语言处理技术对知识图谱进行了语义关联和推理,实现了知识的自动化提取和推理。本研究还建立了查询问答和可视化系统,使用户可以通过查询实体、属性或关系来获取相关信息,并以可视化的方式展示钦杭成矿带斑岩铜矿信息的结构和关联。最后,本研究通过实验和测试验证了基于知识图谱的智能应用在钦杭成矿带斑岩铜矿找矿工作中的有效性和准确性。与传统方法相比,该应用能够在短时间内提供更全面、准确的找矿建议。未来,将深化图算法应用和推荐系统,以满足不同场景下的找矿需求,并拓展其在其他相关领域的应用潜力。

多层次矿床本体的构建及在知识图谱中的应用

将具有多元异构性和复杂语义的矿床数据转化为结构化数据,是目前矿产资源勘查大数据领域面临的关键问题。传统的机器学习方法无法精确描述实体概念、属性及其属性值的语义信息,导致多源异构数据的可解释性较差。因此,可解释性的知识图谱已成为当前研究的热点。然而,当前矿床领域本体构建研究仍相对匮乏,这阻碍了矿床知识图谱的研究。本文聚焦于矿床领域的概念、关系、属性描述,结合知识工程、叙词表、复用前人本体及专家知识,采用基于知识工程和基于顶层本体相结合的本体构建方法,使用本体开发工具Protégé构建了以时空矿床文本为基础的矿床领域本体库,实现了矿床知识概念、关系的系统化、规范化、形式化表达。然后运用Neo4j构建本体库知识图谱,并以庞西垌多金属矿床为案例,将矿床本体与矿床数据进行了知识图谱连接,展示了矿床本体作为知识图谱骨架的重要性。本文研究对下一步矿床知识图谱推理分析具有一定的指导意义。

桥接法在10kV架空导线旁路作业的应用研究

配电网带电作业是提升供电可靠性的重要举措。本文以直线杆改装耐张杆同时加装柱上开关为例,分析了现有绝缘手套法带电作业和旁路作业两种作业方式的优缺点,并提出了“短杆桥接法”在10kV架空导线旁路作业的方法,设计开发了满足于多场景及复杂环境下10kV线路“短杆桥接法”的工器具,并对带电工器具性能进行测试。

等效介质理论激电模型频率相关系数的影响因素

本文基于广义等效介质理论激电(GEMTIP)模型,通过分析岩矿石中含有多种不同极化颗粒时,其复电阻率随频率的变化特征,进而分析频率相关系数的主要影响因素。结果表明,岩石中所含极化颗粒的形状、尺寸不完全相同时,随着它们变化范围的扩大,岩矿石复电阻率频谱曲线变得平缓、频率相关系数变小;岩矿石含有极化特性相差较大的多种极化颗粒时,其频率相关系数也变小;岩石内极化颗粒的极化特性相差不大时,频率相关系数主要反映岩石内矿物颗粒的形状和尺寸的变化。这些认识对于根据频率相关系数值的相对大小进行异常划分,并按结构区分引起激电异常的极化体具有重要的指导意义。

广东丹霞山红色成因的矿物学研究

广东丹霞山作为丹霞地貌的典型代表和命名地,对于其独具特色的红色成因至今仍存在争议,本文利用光学显微镜、X射线粉末衍射以及电子探针微区分析对丹霞山红色地层石英砂岩开展了矿物学研究。结果表明,该石英砂岩中含有的主要矿物为石英、长石和云母等。红色物质主要呈团簇状、串珠状和浸染状3种状态,分布于胶结物和基质中,并在矿物表面形成一层薄膜,使岩石宏观上呈红色。Fe元素是致红色的关键,其来源可能是非晶态的铁氧化物,属于赤铁矿的无定形早期形态或铁络合物的形式。铁镁硅酸岩等母体矿物的继承,以及被地下水机械渗透的碎屑和粘土矿物,都能够为染色提供直接的铁来源。丹霞山的红色是在沉积后改造形成的,地下水的参与促进了长石等矿物的溶解,导致次生孔隙的发育和含铁物质的沉淀。含氧水环境的持续更新有利于溶蚀作用和胶结作用的进行,促使蚀变过程中释放出来的铁和溶液中的铁不断沉淀,导致红色加深,最终形成丹霞山广泛分布的红色地层。对于丹霞山红色成因的研究,有利于为以丹霞山为代表的丹霞地貌红色成因和致色机理研究提供新的科学理论依据。

EH-4在库区岩溶探测中的应用

水库库区蓄水后,渗漏会造成水库无法发挥正常功能,查明库区的潜在渗漏变得尤为重要。本文简要介绍了电导率成像系统(EH-4)的原理方法,并应用于对某一水库防渗区的岩溶勘查中,探测岩溶、裂隙等发育情况,结合地质资料,找出了潜在渗漏区。

一种绝缘子托瓶装置的研制与应用

从110k V直线塔在检修绝缘子过程中拆分绝缘子串存在的问题入手,提出一种具有带电作业专业特点的绝缘子托瓶装置。对所研制的绝缘子托瓶装置进行结构设计、强度计算和机械试验,并现场验证。在设计允许荷载内使用该装置,可采用带电作业方式高效、快捷、安全地更换直线绝缘子串。同时该装置亦适用输电线路停电检修更换直线绝缘子串的工作。