基于Google Earth的天然气管道巡检监控系统研究

以Google Earth为时空数据可视化部件,结合Web Service、GPS定位、GPRS无线通信等技术,设计并实现天然气管道巡检监控系统,可准实时展示巡线员位置并与之短信互动,另包含任意时段巡检轨迹回放、巡检行为自动报警、违章事件报告与处理等功能,相较于传统和现代常用巡检监控系统,具有动态可视化、遥感影像底图更新快、软件实施成本低等特点,经过现场部署测试,达到了对巡线员有效监控与管理的目的。

Google Earth在昆明市卫星定位综合服务系统中的应用

谷歌地球(Google Earth)是一款Google公司开发的虚拟地球仪软件,它将卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上,用户们可以通过一个下载到自己电脑上的客户端软件,免费浏览全球各地的高清晰度卫星图片。为此,将Google Earth与昆明CORS系统相结合,通过将系统流动站用户回传的NMEA数据实时输出到Google Earth中,从而实现了流动站实时在线监控功能。

元地球与数字孪生:思想突破、技术变革与范式转换

数字孪生在航天、工业制造领域已应用了20多年,但引入海洋科学还是首次。通过数字孪生技术,实现真实地球与虚拟地球的融合,构建一个真实地球与数字地球的虚实共同体,这里称为“元地球”。本文介绍了元地球与早期提出的数字地球、虚拟地球、玻璃地球、智慧地球的本质区别,进而突出元地球理念或思想上的巨大突破。基于现今元宇宙BIGANT技术体系,构架跨越地球各圈层的实时、全天候、立体观测感知系统,打通地球系统各圈层动力学模拟隔阂,实现超越现今地球,再现深时地球,实现时空穿越,从而集数字地球、虚拟地球、玻璃地球、智慧地球、现今地球、深时地球的特性于一个共同体,这个深时的虚实共同体就是元地球。这一理念必将催生新的技术范式变革,进而超越现实地球、虚拟地球,开启人类认识地球、探测地球、开发地球的全新方式。在实现研究范式转换的同时,推动元地球的多场景应用,这也必将催生未来的万亿新产业。

深地工程多维信息感知与智能建造的发展与展望

随着大数据、云计算、人工智能等数字技术的加速演进,各领域智能化、信息化、数字化已成为未来的大势所趋。深地工程作为国家重大战略科技问题,必然面临智能化升级。然而,深部岩体“三高一扰动”的复杂特征给深地工程智能化转型带来严峻的挑战。为实现深地工程与数字技术的高效融合,研究基于“感知-传送-解译-分析-决策”的智能化实践路径,系统回顾了地下工程中智能感知、实时传输、信息解译、数据分析、智能决策等领域的代表性研究进展,并针对性提出了“多感知、快响应、大数据、优方法、精模型、强平台、易推广”的深地工程智能建造发展方向。研究表明:①前沿的深地工程感知技术包括:光纤传感器、MEMS传感器、计算机视觉、自动化机器人等,待数据采集完毕后,通过兼具配置简单、容错能力强、可移动性好等优点的无线通信协议完成数据的实时响应,以实现深地工程监测数据的精准感知与实时传输;②深地工程原位监测技术获取的数据类型主要包括图像、波、点云等,对原始数据解译及分析的模型众多,采用新一代的人工智能技术,如:人工神经网络和深度学习技术,可显著提高解译与分析的效率;③智能决策系统具备高效的学习能力,能够适应复杂环境下的不确定性,通过循环自主学习,以进行决策问题的智能解答。当前,我国深地工程智能建造的政策与产业体系已基本建立,大量智能建造系统已应用于实践。基于此,从智能感知与信息解译、围岩评价及安全评估、围岩控制与动态修复、平台开发及应用推广等4个方面展望了数智化深地工程的发展方向,进而构建了基于多源信息的深地工程围岩稳定性综合评价与分析系统构想。

基于PIE Earth的实景三维智慧文旅可视化研究

为推动数字文旅建设,解决旅游景区管理资源分配不合理问题,本文提出了一种基于国产化PIE Earth设计的WebGIS精细化实景三维可视化平台。采用前端Vue Cli框架,利用PIE Earth三维开发引擎,结合开源mapbox、Echarts技术构建5 cm白鹿原实景三维智慧文旅Web平台。结果表明,基于国产PIE Earth三维引擎开发的实景三维平台,可以实现白鹿原实景三维的二、三维一体化,三维模型空间分析,模型单体化属性查询,文旅资源统计分析等功能,有助于白鹿原景区和乡镇管理部门更加方便地掌控景区已有设施资源,更加直观、准确地查询和管理景区,可为打造实景三维智慧文旅建设提供参考。

短程反硝化工艺对稀土矿山废水处理的中试研究

通过中试规模试验研究验证在离子型稀土矿山废水处理中,短程反硝化(Part denitrification,PD)为厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation,Anammox)提供底物NO_(2)^(-)的可能性。结果表明:接种城市污水处理厂剩余污泥,以实际矿山废水为进水,调控碳氮比(COD/N)降至2.1并采用实时COD/N控制策略可以保证PD反应器的启动和长期稳定运行,亚硝酸盐积累率(Nitrite accumulation ratio,NAR)保持在(58±7.32)%;微生物群落演变表明PD的主要贡献者Thauera菌属的相对丰度由初始的4.39%增至最终的17.58%;SEM-EDS显示Ca^(2+)与微生物分泌的胞外聚合物(Extracellular polymeric substances,EPS)结合,使污泥拥有良好的持留能力。为短程反硝化耦合厌氧氨氧化(PD/A)技术在大规模离子型稀土矿山尾水处理工程中的应用提供重要参考。

基于无人机实景建模的土石方调配组织设计

基于实景建模+BIM技术进行土石方工程量的计算,能为项目策划和实施过程中土石方的快速计算问题提供解决方案,为工程水土保持提供技术指导。本文简要介绍了无人机实景建模的系统构成及优缺点,概述了BIM+无人机实景建模在工程上的应用方向,并将无人机倾斜摄影技术应用在实际项目上,为实际项目合理组织土石方调配提供技术支持。

冀北招素沟萤石矿地球化学特征及矿床成因探讨

招素沟萤石矿是冀北地区较为典型的萤石矿,矿床产于张家口组火山岩及早白垩世正长斑岩的断裂构造中,其矿体的产出严格受断裂控制。对萤石矿石及围岩的微量元素及稀土元素进行了系统分析。微量元素分析结果显示所有样品均表现出较高的Co、Cr、Cu、Ni含量,且变化较稳定,特别是Ni的含量明显偏高;U、Be、Mo含量较低,变化较大;萤石矿稀土元素分布模式表现为右倾的轻稀土富集型,Eu既有正异常又有负异常,Ce表现为轻微的负异常。流体包裹体主要为富液包裹体及纯液体包裹体两种形式,包裹体测温显示,完全均一温度为137~238℃,均一温度较为集中,平均189℃,盐度(Na Cleq,质量分数)为0.88%~2.07%,平均1.61%,密度为0.63~0.89 g/cm3,总体反映招素沟萤石矿的成矿流体是一种较均一的中低温、低盐度、低密度的流体。根据成矿压力估算出成矿深度为0.289~0.538 km,平均0.428 km。通过对矿石与围岩的地球化学及成矿流体包裹体特征研究,认为该萤石矿系中低温热液成因。

等效地球半径的等效性与局限性研究

等效地球半径的使用可大大简化电波在大气中传播时折射效应的复杂运算,因此在实际工程中获得广泛应用.针对近年来许多学者对等效地球半径的定义和应用范围的争论,通过对在真实地球和等效地球系下几个参量的对应关系的分析和讨论,给出了等效地球半径的等效性和局限性,以便在实际工作中正确应用.

中分辨率成像光谱仪(MODIS)数据在地学中的应用前景

中分辨率成像光谱仪 (MODIS)具有高效的数据存储格式 (HDF)、信息丰富、数据获取快和覆盖范围广等特点 ,使其在对地实时监测等方面有较大的应用价值。MODIS数据对于开展自然灾害、环境监测研究具有重要意义 ,在地质资源勘查 ,植被。

基于实物期权的稀土商业储备决策分析

稀土储备已被设定为国家战略储备。稀土战略储备体系的建设需要将国家储备和商业储备相结合,其中商业储备是基础。稀土储备项目的经济性通常借助净现值(NPV)进行判断,考虑到储备决策过程中企业拥有的选择权,本文结合实物期权对商业稀土储备决策进行分析:首先计算企业进行稀土储备的价格临界点;然后通过分析稀土价格的分布特征,在不对未来行情进行过多预测的情况下,估算出企业放弃稀土储备可能导致损失的概率。案例计算中,文章不仅对比了实物期权和NPV方法对企业稀土储备决策的不同影响;还估算了4种价格指数、2种收益率和2种风险波动率的不同组合下,企业放弃稀土储备可能导致的损失概率。结果显示:(1)实物期权理念的引入可能导致企业不同的决策行为;(2)适度的市场波动有助于增加企业进行稀土储备的积极性,为了增加储备对企业的吸引力,应该维持一定的市场活跃度。

稀土及皂土对姜黄染色真丝织物性能的影响

探索稀土、皂土在姜黄植物染料对真丝织物染色中的作用,为植物染料新型媒染剂的开发应用提供参考,选用了硫酸铝钾、硫酸亚铁、皂土、稀土4种媒染剂,以天然姜黄色素为染料对真丝织物进行染色,测试并分析不同方法染色试样的K/S值、摩擦色牢度和耐洗色牢度等。结果表明:皂土和稀土作媒染剂的最佳工艺是浴比为1︰50,始染温度40℃,媒染温度90℃,媒染时间45 min,质量浓度均为0.6 g/L(3%o.w.f)。皂土和稀土作媒染剂可以提高上染率,提高染色织物的表面深度,改善染色牢度。不同媒染剂在提高上染率、改善色牢度的同时,还可使染料的色相发生多种变化,丰富天然染料的色相。

数字地球虚拟场景中实时阴影生成算法

针对数字地球虚拟现实三维场景中的实时阴影生成与渲染方法进行了研究,并根据数字地球场景本身数据量巨大、场景坐标范围巨大、以及动态调度频繁的特点,提出了改进渲染质量与渲染效率的方案。与经典的CSM(cascaded shadow map)阴影图算法相比,提出的方法虽然同样基于CSM的场景分割理论,但是对分割的范围进行了进一步的优化和界定,并且提出了地形-地物分别渲染的流程,以同时确保渲染的正确性和效率。还对阴影渲染和大场景动态调度策略之间的矛盾进行了分析,提出了有效的解决方案,并且对未来的工作进行了展望。

从海底观察地球——地球系统的第三个观测平台

随着新世纪的到来,海洋科学界正着手建设海底观测系统的网络,以探测和理解大洋系统的物理、化学、生物和地质等过程。这是继地面/洋面和空间之后,观测地球系统的第三个平台。从海底进行连续的实时观测,将使得人类可以长期“呆”在海里,从而改变人类与海洋的关系。同时,这第三平台还将提供窗口,窥测地球的内部过程。

实时仿真中的逼真虚拟地球实现

针对虚拟现实中真实感不强的问题,提出了一种具有高精度地表纹理的虚拟地球实现方法,构建了一个地表纹理像素精度高达21600像素×10800像素、地球表面轮廓凹凸效果和大气层光晕效果的虚拟地球.采用几何计算来构建地球形状模型,将地球按经纬度分成128块,分别计算每块区域顶点坐标、法向量、纹理坐标;采用混合纹理技术对地表纹理、云层纹理及云层法向量图进行3层纹理混合实现地球表面的云层和轮廓凹凸效果;采用实时移动与放缩带大气层纹理的正方形面板来实现大气光晕效果;采用可见性判断和纹理精度管理的方法,实时判断地球表面区域的可见性、选择不同精度纹理粘贴、剔除不可见区域,减少绘制开销.实验显示,该方法在加载1.02 GB纹理像素的情况下,达到了45帧/s的帧速率.

稀土在活性染料真丝绸染色中的应用及染色机理

本文研究稀土离子与真丝纤维的作用性能,讨论稀土盐类能显著提高活性染料在真丝上固色率的机理。结果表明,稀土离子不会提高染料与丝纤维固色速率常数,主要是改变纤维的电性效应结果。

卫星通信地球固定站智能监测预警系统研究

针对已有人工监测卫星站工作状态费时、费力和监测频率低等问题,提出卫星通信地球固定站监测预警系统设计,可以实时监测卫星站工作状态,一旦发现异常会立即发出报警,从而更高效、智能地保证卫星站稳定运行。系统可实现值班日志自动生成,这不仅给值班人员带来方便,也有效解决人工监测不准确、不及时、成本高等问题,对于提升地震应急救援综合能力具有积极作用。

星载GPS实时定轨中重力场模型阶次的最优确定方法

分析重力场模型的截断误差及其影响因素,并用多颗不同轨道高度的低轨卫星GPS实测数据进行实时定轨仿真分析,提出实时定轨精度能够达到1.0m(伪距法实时定轨)和0.5m(相位法实时定轨)的重力场模型阶次的最优确定方法。使用CHAMP和TerraSAR-X 2颗卫星实测数据,验证了重力场模型阶次的最优确定方法的可行性和有效性。该方法不仅避免了传统经验法确定重力场模型阶次不准确的问题,而且不需要借助精密轨道进行精度评估,便于实时定轨系统的工程应用。

稀土在真丝绸染色中作用机理探讨

通过测定在不同pH条件下,Yb3 + 在蚕丝纤维上的吸附;Yb3 + 对染料可见吸收光谱曲线的影响 ,以及YbCl3 在不同 pH条件下对上染百分率和染色牢度的影响 ,讨论了在真丝绸染色中 ,Yb3 + 与染料和纤维之间的作用 ,以研究稀土在真丝绸染色中的作用机理 结果表明 ,稀土离子在pH值大于蚕丝的等电点时 ,具有促染作用 ,主要是改变纤维表面电性的结果 在 pH值小于蚕丝等电点时 ,YbCl3 具有缓染作用 由于稀土离子与染料和纤维之间的作用 ,使染色牢度提高 ,这种作用主要是离子间的作用 。

数字地球中海量三维模型实时可视化的新方法

当前主流数字地球平台在处理海量三维模型时普遍存在渲染效率不高的缺点。经过分析数字地球中海量三维模型实时可视化的特点,从多精度三维模型数据的生成和组织、海量三维模型的可视化、海量数据的动态调度和优化这几个关键技术着手研究,提出了一种适用于数字地球中实现海量三维模型实时可视化的新方法。该方法提升了系统渲染效率,同时还具有易于扩展和跨平台的优点。通过在NASA World Wind中设计并实现的原型系统验证了新方法的可行性和先进性。