一种基于Civil 3D平台的三维地质建模改进方法

Civil3D作为一个面向勘察岩土行业BIM设计及应用的技术方案,已成为实现三维地质建模的常用技术软件。针对Civil3D在三维地质建模中实现钻孔数据可视化的问题,进行克里金(Kriging)插值算法及优势的研究,采用“点-面-体”三维地质模型的构建思路,提出采用纵断面插点和Kriging插值对地质层钻孔数据进行内插填补,得到一种改进的地质层三维模型。结果表明,经Kriging插值处理的地质层曲面较为光滑,所创建的地质岩土体可更精确直观地表达地质层发育和分布情况,研究成果对于勘察岩土单位开展BIM工作具有借鉴意义。

尾矿库土壤铵态氮空间分异性及其可视化表达

为解决尾矿库土壤铵态氮含量信息描述和表达手段单一,引起空间分异性精细化表述不明确的问题,以迁安市某尾矿库为研究区,采集化验0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm三层土壤铵态氮含量,利用莫兰指数分析土壤铵态氮空间自相关性和空间聚集程度;利用标准差椭圆分析研究区内土壤铵态氮含量的二维空间变化趋势;基于二维空间中土壤铵态氮分异性研究,探讨3D经验贝叶斯克里金对土壤铵态氮三维空间分布特征的模拟,通过构建剖切面和等值面,深入研究尾矿库土壤铵态氮在水平方向及垂直方向的二维三维可视化表达效果。研究结果表明:尾矿库土壤铵态氮含量在不同土壤深度均存在显著的空间正向关联性和空间集聚性;随着土壤深度增加,铵态氮含量西南-东北变化的方向性越明显;二维三维插值显示研究区土壤铵态氮含量在水平方向、垂直方向上空间分布均有显著差异性,等值面的构建有效描述了尾矿库土壤铵态氮具体含量值的三维空间精细化分布规律。通过本文研究以期为矿区土壤理化性质三维空间分布规律研究、土壤修复,以及生态可持续发展提供理论支撑及参考。

滇西北森林郁闭度估测模型——基于全球生态系统动力学调查多波束激光雷达数据

探究全球生态系统动力学调查(GEDI)多波束激光雷达数据估测区域森林郁闭度(FCC)的潜力,对于评估森林生态系统状态和林分环境具有重要作用。选取滇西北典型生态脆弱区香格里拉为研究区,以GEDI波形数据为信息源,提取46245个有林地光斑参数,使用经验贝叶斯克里金法(EBK)获取光斑参数在研究区未知空间的连续分布,结合54块实测样地数据,采用支持向量机的递归特征消除法(SVM⁃RFE)、随机森林(RF)和Pearson分析分别优选特征变量,基于贝叶斯优化(BO)随机森林回归模型(BO⁃RFR)、贝叶斯优化梯度回归模型(BO⁃GBRT)和偏最小二乘法(PLSR)研建森林郁闭度最佳估测模型。结果表明:(1)EBK法预测精度高,估测结果可靠,R2:0.20—0.92,RMSE:0.004—2812.912,MAE:0.003—1996.258,MRE:0.007—4.423;(2)基于不同特征优选方法筛选的特征变量和数量略有差异,SVM⁃RFE法优选出6个参数(cover、pai、sensitivity、rv_a1、rv_a4、rg_a4)的平均交叉验证精度达0.84,RF法以贡献度5%为阈值筛选出5个参数(cover、pai、pgap_theta_error、modis_treecover、modis_nonvegetated),Pearson法以相关性大于0.3且在0.01水平显著优选出5个参数(cover、pai、rv_a5、rg_a5、pgap_theta_error);(3)不同特征变量优选方法筛选的建模参数研建估测模型精度差异性较大,以SVM⁃RFE和RF方法优选参数构建估测模型的精度更佳,SVM⁃RFE方法优选参数研建估测模型精度变化相对稳定,以RF方法中的BO⁃GBRT模型为最佳FCC估测模型(R2=0.85、RMSE=0.069,P=86.5%);(4)采用BO⁃GBRT模型估测研究区森林郁闭度和空间制图,与GEDI pai参数预测的FCC具有较高空间相关性达0.53,FCC均值分别为0.58、0.61,主要分布在0.4—0.7,分别占比65.45%、51.79%。研究区森林郁闭度主要处于中度郁闭,北部区域主要为高度郁闭区,与研究区植被覆盖度的空间分布具有一致性,说明使用GEDI数据估测森林郁闭度的方法具有可行性、结果具有可靠性。研究为使用GEDI数据高效、及时、低成本估测大空间尺度的森林水平结构参数的相关研究奠定了基础。

玉溪市红塔区烤烟种植区土壤元素养分丰缺状况研究

分析了红塔区烤烟种植区土壤元素含量,利用经验贝叶斯克里金插值分析了红塔区全境和规划种植烤烟土壤的元素分布情况。结果表明红塔区烤烟种植区域土壤主要问题是pH偏低以及交换性Mg不足区域较大,占比均达50%左右,且缺Mg和pH偏低的区域具有高度的叠加,主要位于红塔区西部和西北部,这2个指标具有强烈的正相关性。其次是部分区域有机质、水溶性氯和有效硼含量不足。除元素含量不足的问题外,营养过剩也是需要注意的问题,有效氮和有机质超过适宜含量的面积占比较大,需要控制氮肥和有机肥的施用,这样可以减少农业面源污染,同时节约肥料投入。研究结果可为红塔区烤烟种植区域规划和土壤施肥提供参考。