上地幔风对地幔柱形态及热点轨迹影响的数值模拟

地幔热柱在上升过程中可能受地幔侧向流(地幔风)的作用倾斜、偏移乃至断离,进而改变上覆板块岩浆活动等各种地质响应与地表热点轨迹的空间分布,影响板块绝对运动历史约束的可靠性.前人对地幔柱倾斜偏移的研究主要集中在下地幔,全地幔或分层地幔对流形成的地幔柱在上地幔内是否会产生侧向倾斜偏移,并如何影响地表热点轨迹内岩浆活动的生成以及地幔柱相关构造的排布,是地幔热柱动力学以及板块构造理论重要的科学问题.为此,本研究利用ASPECT软件构建了热-Stokes流体耦合动力学演化模型,并引入符合矿物热演化物理规律的地幔岩物性参数,量化分析了在上覆板块运动(Couette)与上地幔内地幔回流风(Poiseuille)共同作用下,地幔柱在上地幔内的倾斜偏移形态与热点位置演化特征.结果发现,上地幔内地幔风作用可导致:(1)地幔柱相对于过渡带内地幔柱根沿上覆板块运动方向反向移动,以使岩浆活动的分布间距增大;(2)侧向移动的地幔柱通道产生近周期性断离上升,其周期主要取决于地幔柱本身的热化学浮力;(3)在主“父”地幔柱热化学浮力与上地幔风相互作用的特定条件下,两处相距数百公里的次级“子”地幔柱可以在很短的时间内(2~4Myr)于上地幔内依次/近同时上升.这种热点位置沿上覆板块运动方向摆动/跳跃的行为,可以用来解释地球上一些火成岩区和热点轨迹(例如Kerguelen热点)热点相关构造:(i)较老构造位于较年轻构造之间(热点移动或地幔柱偏移距离大于上覆板块移动距离);(ii)相距较远但年龄接近(来自同一地幔柱根的两处较远的“子”地幔柱近同时上升)的观测事实.研究表明在通过移动热点框架来约束板块绝对运动时,尤其是当这些热点位于洋中脊和俯冲带附近时,还需要充分考虑上地幔内复杂的动力学环境的影响.

基于K-means算法的轨迹数据热点挖掘算法

针对渔船轨迹数据具有时间序列性、数量大的特点,提出一种轨迹热点挖掘算法。该算法克服了K-means算法在渔船轨迹数据上无法捕捉热点分布的缺点。其主要的思想是:首先使用时间维度来处理数据,以置信度和KL散度作为衡量所选取数据的可靠性、正确性依据,从大量的轨迹数据中选取信息含量较高的数据,然后使用K-means聚类算法进行数据的聚类。本文所提出的算法只需要设定显著水平参数a和时间间隔T,算法本身就可通过时间维度处理数据的方法自主完成数据的选择以及置信度、KL散度的计算,并引入聚类有效性度量的方法,使K-means通过自我寻找K值来实现热点挖掘的整个过程。在渔船轨迹数据上进行本文算法与K-means算法的对比实验和数据热力图的参照实验,结果显示本文所提的算法在寻找轨迹数据热点上有优越性和正确性。

基于数据挖掘的船舶海上航行轨迹高精度跟踪研究

为提升船舶海上航行安全性,设计基于数据挖掘的船舶海上航行轨迹高精度跟踪方法。该方法利用数据处理模块对获取的船舶时空数据进行处理后,通过轨迹热点区域提取模块的改进密度峰值聚类算法,提取船舶航行轨迹热点区域;频繁轨迹挖掘模块在该区域内利用改进的序列模式挖掘算法,挖掘出具有时空属性的频繁航行轨迹,实现舰船海上航行轨迹跟踪。测试结果显示:该方法具有良好的聚类效果,能够可靠完成轨迹热点区域的聚类,DB指标的结果均在1.5以内;能够获取轨迹的热点区域,实现指定航线轨迹的高精度跟踪,在跟踪过程中没有发生明显的轨迹偏差情况。

基于多源数据的义乌市绿道网络构建方法研究

传统的绿道网络构建方法大多是以绿道的适宜性分析为规划基础,存在一定的主观性。为更好地满足绿道使用的实际需求,提高绿道的使用率,以义乌市为例,首先基于多源数据选取自然生态、生活需求和绿道特征三方面因素构建绿道网络适宜性指标体系,其次通过成本连通性工具初步构建基于适宜性评价的绿道网络线路,接着引入两步路游憩轨迹数据进行热点检测及人工矫正绿道网络线路,同时将轨迹数据识别出的停留点进行网络分析,最终得到更具科学性的省级、市级、社区级三级绿道网络分级布局和驿站规划,满足了居民游憩和通勤需求。研究旨在通过多源数据量化分析构建城市绿道网络,以期对相关规划提供指导。

北极地区大地构造特征及其构造演化——北极地区大地构造编图研究进展

北极地区具有丰富的油气资源,但是受极度寒冷气候和广泛分布冰盖的影响,北极是全球地质研究程度最低的地区之一。为此,基于最新地球物理数据,结合文献资料中的地貌、地质、矿产资源资料,编制了北极地区大地构造图(1∶500万)。通过系统的编图研究,认为北极地区位于泛大陆腹地,中生代以来的构造演化受到冰岛地幔柱的垂向作用和欧亚-劳伦板块缓慢的顺时针旋转的水平作用共同制约。其构造演化可归纳为3个阶段:(1)早中生代:北亚-北美西北部(远东-科迪勒拉)造山带俯冲-造山增生阶段,古太平洋向北俯冲,古亚洲洋最终关闭,泛大陆最终形成;(2)侏罗纪-白垩纪:伴随着加拿大盆地张开,南阿纽伊洋盆俯冲消亡并形成南阿纽伊缝合带,两者之间在运动学上具有耦合联系,并伴随其间转换断层的调节作用;(3)新生代以来北大西洋中脊持续扩展传播,造成欧亚盆地张开和加科尔洋中脊发育。北极地区处于全球不同构造域之间的桥梁和枢纽。随着北冰洋洋盆伸展作用发展及加科尔洋中脊向南传播,它将西南贯通北太平洋构造域(远东造山带),彻底改变全球中生代以来的构造格局。