面向地质时空大数据表达与存储管理的数据模型研究

随着传感器实时监测等高新技术在地质勘查或生产开发中的应用,形成了动态与静态并存、多源异构的地质时空大数据.然而,目前地质信息系统在地质数据组织管理方面,主要是静态地存储和表达出地质矿产勘查或生产开发在某个特定时期的状态,尚不能满足对勘查或生产开发过程中实时信息的存储管理,进而支持对地质过程的分析和研判.针对性开展了地质时空大数据表达与存储管理的数据模型研究,目标是能够融合数据多源与时空多维性,又能够支持时间关联与时间多粒性.针对地质大数据、地质过程的静态与动态数据紧密结合的特点,采用面向对象和基于事件的思想,提出了基于事件多因素驱动的地质时空大数据概念模型,并开展了相应的地质大数据存储管理逻辑模型、基于系统工程库的管理结构和地质时空对象管理模型设计.基于地质时空大数据逻辑组织管理模型和时空过程的非关系型分布式数据库架构,设计了地质大数据存储模型.融合三维地质建模技术、动态监测信息实时可视化等技术,构建了所需模型过程模拟的三维环境,通过绑定观测数据源,设计实现了基于OPC接口的模拟数据产生事件、作用对象响应的矿山动态开采流程.在王家岭煤矿首采区地质数据支持下开展了应用研究,实现地质时空事件条件下的矿山动态开采过程表达与数据管理,验证了本文模型的可行性和有效性.

基于空间分析方法的我国燃煤耦合生物质发电潜力分析

燃煤耦合生物质发电可以降低燃煤电厂CO_(2)排放,减少空气污染。考虑秸秆资源能量密度较低等特点,燃煤耦合生物质发电技术的应用潜力很大程度上取决于燃煤电厂与秸秆资源在空间上的匹配程度。因此,从空间分析角度,研究燃煤耦合生物质发电潜力具有重要意义。基于高分辨率燃煤电厂与秸秆资源数据,采用空间匹配方法对燃煤耦合发电的可能潜力进行评价。结果表明,我国燃煤电厂与秸秆资源空间匹配程度较高,约89%的可收集秸秆位于燃煤电厂半径100 km以内。燃煤电厂可掺混秸秆量受秸秆可能源化利用率和电厂秸秆可掺混比例影响。秸秆可能源化利用率越高且电厂秸秆可掺混比例越高时,燃煤电厂可掺混的秸秆量越多。在秸秆高能源化利用率与30%掺混比例的情景下,1066个电厂可以在半径100 km以内找到可掺混的秸秆资源,其中约52.6%电厂可满足30%掺混比例。该情景下,电厂可消纳秸秆3.84亿t,减排CO_(2)约5.11亿t。相关结论可为我国燃煤耦合生物质发电技术支持政策以及秸秆能源化利用政策的制定提供技术支撑。

永莲隧道大型承压含水体探查及处治方法研究

江西永莲隧道施工穿越断层破碎带时多次发生突水突泥灾害,严重影响隧道施工与运营安全。文章通过采用地球物理探测法与超前钻孔探查法确定承压不良地质含水体的空间位置、展布形态以及富水性等,并根据探测结果采取左洞重点涌水钻孔的小偏角原位扫孔注浆、含水体区域的左洞加密钻孔注浆、重点区段的帷幕加固圈加厚处理以及右洞工作洞室钻孔泄水释能并注浆的方法进行左右洞联合处治。注浆效果评价以及实际开挖效果表明,采用左右洞联合处治方法,承压含水体处治效果良好,含水体区域岩体的强度、稳定性及渗透性均得到了较大的提高,隧道顺利安全地通过了F2断层破碎带。

一种基于GPU的实验变差函数计算优化算法

在地质统计学中,有效克里格插值的第一步是得到稳健的变差函数计算结果。目前主流的变差函数研究都是集中在对实验变差函数的拟合过程,而对实验变差函数计算过程的优化却非常少。然后在实际应用中,稳健的变差函数需要对大量的数据进行配对计算,并进行多次调试,三维环境下,计算量则更为庞大,使用传统的方法会将克里格插值过程中大部分时间花费在实验变差函数的计算过程中。论文在实验变差函数计算过程中,采用重新搜索空间样品对,GPU并行计算的方式优化计算过程,得到基于GPU的优化算法。最后使用了不同规格的数据进行算法分析,论文优化算法有着显著的性能提高,该算法现已初步应用到武汉地大坤迪公司储量估算软件平台中。

两时期海岸线间变迁区域自动构建算法

当前对于涉及两个时期间海岸线蚀退型和淤积型区域的构建研究尚缺乏较为自动准确的方法。将两个时期的海岸线视为有向且无自相交的曲线,相互打断为若干有向折线段。通过总结各类型区域边界的构成规律,提出两时期海岸线间变迁区域的自动构建算法。构成变迁区域边界的海岸线折线段总是两个时期间隔出现,且有相同的起点或终点,移除构成某一变迁区域的所有折线段后,对其他区域的提取没有影响。据此规律,提取某一变迁区域边界上的所有折线段,利用其中的点构建区域,根据早期海岸线的方向,判断变迁区域的具体类型。以实际海岸线数据进行验证实验,结果符合预期。该算法可根据两个时期的海岸线,快速准确地提取出由水域变为陆地的淤积型区域和由陆地变为水域的蚀退型区域,为分析海岸线的时空变化特性提供辅助作用。