基于SEM的土体微观结构三维分析与分维计算方法

土体微观结构研究很早就建立了三维空间的分形模型,但分形维数计算所需参数很难由常规土工试验得到,限制了分形理论在土体研究中的应用。基于陕西定边与甘肃兰州原状土样的扫描电镜(SEM)试验,提出了三维化处理与三角形网格原理联合方法,可以得到土体颗粒(孔隙)不同测量尺度对应的表面积与体积计算值,由此实现分形维数的计算,并通过分形理论在土水特征中的应用验证了方法的有效性与可靠性。另外,三维化处理还可获取视孔隙率、比面等土体微观结构参数,可以作为土体微观结构定量分析研究的新途径。

昔阳YRY-4钻孔应变仪观测资料可靠性分析

本文对昔阳站YRY-4四分量钻孔应变仪安装后记录的观测资料进行整理分析,对仪器的固体潮汐记录、内在精度、潮汐响应、地震记录等方面进行分析,评估了该应变仪在监测地壳运动和地震活动方面的精度和可靠性。研究结果表明,昔阳YRY-4钻孔应变仪观测资料具有较高的可靠性,可为地球科学研究和地震监测提供有价值的数据支持。

气温多传感器观测数据差异分析

文章中通过模拟观测场条件和利用计量检定设备进行观测试验,对不同安装方式的温度观测数据对比差值进行统计分析,结果表明:温湿度支架上的保护套管会使传感器测量值滞后于环境温度变化,当观测场环境下的温度传感器露出长度小于4 cm时,气温上升时温度数据低于环境温度,气温下降时温度数据高于环境温度。建议规范传感器安装、温度传感器探头长度应至少较保护套多4 cm。

宁夏定点形变观测自然环境干扰分析

选取宁夏地区2015—2018年定点形变观测数据进行跟踪分析,初步探索自然环境典型干扰事件在形变观测数据中的特征表现形式,旨在丰富宁夏地震前兆数据服务产品,为形变观测数据的干扰识别提供参考依据,为深入研究等提供基础数据。

我国综合气象观测系统的现状及分析

本文针对我国气象综合观测系统的发展现状进行简要的叙述,着重介绍我国气象综合观测系统的组成—天基观测系统、空基观测系统和地基观测系统;并从我国综合气象观测系统中的站网布局、基础研究、观测技术、观测仪器、国际合作等方面存在的不足逐一进行分析,并提出作者的一些建议或改进思路;最后叙述我国综合气象观测系统发展的趋势与展望。文章目的是为我国综合气象观测系统的发建言献策。

GOES-16 ABI观测和ERA5全天空模拟亮温揭示的热带对流水平特征尺度对比分析

本研究通过将GOES-16 ABI观测亮温和ERA5再分析资料的全天空模拟亮温进行对比分析,发现观测亮温和模拟亮温对流低值区位置大体接近,也能够定性反映出对流从发展到减弱的日变化过程,但亮温低值区域的强度存在较大差异。即使把高分辨率ABI通道13观测亮温平均到ERA5分辨率(0.25°×0.25°),在热带对流区的低亮温强度仍然高于ERA5全天空模拟亮温。因此利用主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)和离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)对任意选择的两对流区域内的观测和模拟亮温进行了尺度分析和对比。在其中对流较强的区域内,当ABI观测亮温的主成分分量从1增加到9时,水平特征尺度从700 km逐渐减小到150 km。ERA5全天空模拟亮温从主成分1增加到4时,水平特征尺度从950 km减小到270 km空间尺度,但当主成分4增加到9时,特征尺度几乎不变。在对流较弱的另一区域也能够发现ERA5模拟亮温对对流水平特征尺度有明显高估。ERA5模拟亮温各主成分的相位和观测亮温存在2 h以内的误差。由于ERA5全天空模拟亮温低值区与ERA5云冰路径大值区吻合度较高,由此可以推测ERA5云冰路径误差是造成ERA5全天空模拟亮温与ABI观测亮温差别的主要原因之一。

三维观测系统属性联合定量分析及其应用

观测系统设计是地震勘探中资料采集中重要的一环,其设计的优劣直接影响资料获取是否满足地质任务要求以及是否满足资料品质需求。常规的三维观测系统属性分析一般根据设计观测系统的炮检点几何分布属性(炮间距、道间距、炮线距、接收线距、接收线数、炮点数、接收点数)以及面元内部的覆盖次数、炮检距等多种因素结合进行独立评价来支持技术设计,但由于每个因素之间是相互制衡且紧密关联的,独立分析评价结果可能出现混淆模糊的情况。笔者引入观测系统属性定量分析评价方法,综合三维观测系统的炮检点分布属性、覆盖次数分布、面元属性及针对目的层的设计,最终获得观测系统属性综合定量因子值,直接进行不同种类观测系统针对地质任务的优选比较,在地震采集前期设计观测系统评价中减少了观测系统设计人员的经验判断,使得设计结果的评价更加简捷、科学、合理,经实际地震勘探设计应用检验,这种多属性联合定量分析是可行性。

基于序列图像可观测性分析的航天器自主导航方法

未来我国将开展探月工程四期、火星采样返回、小天体探测等一系列深空探测活动,软着陆过程面临环境更复杂、地形更未知、时间更紧急等全新挑战。由于光学敏感器提供的序列图像包含天体表面岩石、陨石坑等丰富陆标特征信息,是软着陆自主导航的理想信息来源。但是,深空探测器上计算资源有限,无法处理大量图像信息,必须对序列图像中的丰富陆标特征进行优选。陆标优选时通常以可观测性分析量化得到的可观测度来衡量陆标特征对导航精度的贡献程度,但传统方法只观测单一时刻局部最优陆标,在重新优选陆标前多次连续观测相同陆标时会因可观测度逐渐降低而影响导航精度。本文首先建立了行星着陆段序列图像自主导航系统模型,构建了针对多次观测的序列图像可观测度指标,证明了其为凸函数并给出了最小值点所在区间,指导优选多时刻可观测度最高的陆标。经过数学仿真验证,基于序列图像可观测度的陆标优选比传统单时刻优选方法的导航精度更高,可为深空探测着陆段的序列图像自主导航提供理论支撑。

顾及系统误差影响的智能手机GNSS观测值质量分析

针对现有智能手机观测值质量分析大多直接从原始观测值出发,未能顾及系统误差影响的问题,文中提出质量分析方法利用星间与历元间差分消除部分系统误差,再分别对智能手机伪距与载波进行质量分析。通过分析经预处理后的观测值以及原始观测值综合分析手机观测值质量。实验结果表明,智能手机在不同GNSS系统伪距质量不同,伪距标准差最大为2.115 m;手机载波质量较高,不同系统载波质量差异较小,其中载波标准差最大为0.1962 m;BDS的伪距质量优于其他系统,GPS载波质量优于BDS与Galileo。

气溶胶消光作用造成的辐射削减:基于2022年6月河南地区的观测分析

气溶胶粒子的消光作用会对紫外辐射造成削减并影响大气光化学反应进程,其消光性质主要受气溶胶粒径分布、浓度、混合状态以及化学组分等因素的影响,但目前气溶胶消光作用对紫外辐射影响程度的研究尤其是基于观测资料的研究较少.本文利用2022年6月河南省内11个观测站紫外辐射和总太阳辐射的连续观测数据,结合卫星遥感的气溶胶光学特性参数,通过线性回归拟合洁净大气下的辐射量,据此评估各观测站气溶胶对辐射的消光作用.结果表明:①河南省气溶胶消光作用造成的紫外辐射削减表现出显著的区域性差异,北部地区的气溶胶消光作用明显强于南部地区,其中,安阳市紫外辐射受气溶胶消光作用造成的平均削减率为14.2%,濮阳市出现了最高的紫外辐射削减率,达25.7%;南部城市南阳市的气溶胶消光作用最弱,紫外辐射平均削减率为3.6%.②同一观测站同期的紫外辐射和总太阳辐射观测数据分析表明,气溶胶消光作用对紫外辐射的削减显著高于对总太阳辐射的削减,该现象是由气溶胶细粒子影响所致.③嵩山站虽为高山站,但气溶胶对紫外辐射的消光作用较多数观测站高,紫外辐射平均削减率达6.8%,该现象是因为嵩山站在地理位置上接近高污染排放地区,细粒子在气溶胶中的占比较高,对紫外辐射的消光更有效.研究显示,河南省气溶胶细粒子对紫外辐射削减作用较为明显,控制气溶胶细粒子数浓度可有效改善当地空气污染状况.

北斗系统观测数据质量分析

北斗卫星导航系统是我国自主建设的全球卫星导航系统,最新一代北斗三号系统(BDS-3)已于2020年7月31日建成并正式投入运营。由于BDS-3运行时间较短,国内外针对BDS-3的观测数据质量分析研究较少,同时常用的数据质量分析软件不支持分析BDS-3新频点B1C/B2a的观测数据。因此文中编写支持多系统、多频点的GNSS数据质量分析程序GNSSQC,分析全球七大洲9个IGS跟踪站的观测数据。通过研究BDS-3播发的新频点信号B1C/B2a、BDS-3和BDS-2共有的频点B1I/B3I、GPS的L1/L2、Galileo的E1/E5a和GLONASS的G1/G2频点,发现BDS-3的新频点B1C/B2a在信噪比、抗多路径误差和抑制电离层延迟等方面的表现优于其他系统的常用频点,在BDS原有频点B1I/B3I的基础上有较大提升。

滨海枢纽工程底板测压管观测应用分析

依据淮河入海水道通榆河立交工程测压管观测实际数据,结合绘制图表对测压管测量成果进行分析,旨在积累经验提升测压管监测分析和管理能力。分析成果可为工程安全运行管理提供技术支持,也可为相关工程测压管观测与分析提供参考。

青海东北部一次典型冰雹过程的观测分析

青海东北部是青海省主要的农作物生产区、也是冰雹高发区和灾害影响的高风险区,冰雹预报预警和人工防雹作业是降低冰雹灾害的重要手段,掌握冰雹发生时各监测资料的变化特征是提高冰雹预报能力、尽早开展人工防雹作业的前提。2021年6月29日青海东北部出现了一次大范围的冰雹天气过程,利用多普勒天气雷达、雨滴谱资料,结合高空和地面常规气象资料,对此次冰雹天气过程进行了分析。结果表明:青海东北部地区高空有冷平流输送,地面增温明显,导致层结不稳定,是产生此次冰雹的天气背景。平安地区降雹阶段平均雨滴谱和速度谱均呈多峰分布,人工观测的平安冰雹最大直径和雨滴谱仪观测的相差不大,说明雨滴谱仪能很好的观测到冰雹粒子,并且能确定最大冰雹出现的时间。雹云发展大致经历了发生、跃增、降雹和消亡等阶段,降雹前低层雷达反射率因子出现明显的“V”字型入流缺口;雹云成熟阶段具有明显的有界弱回波区结构,中低层有明显的偏南气流入流,且此时径向速度图上雹云有明显的“0线”,“0线”垂直向上,穿过悬垂回波和有界弱回波区域上部,指向冰雹云顶。此次冰雹个例的分析,对青海东北部冰雹预报具有重要的指导意义,冰雹发生前各要素变化特征是后期科学指导防雹作业点适时、适量开展人工防雹作业的重要判据。

宝鸡地区气氡与模拟水氡观测数据对比分析

【目的】研究水氡与气氡测项之间关联性及异同。【方法】以宝鸡上王流体台与陇县流体台2015—2020年水氡与气氡连续观测资料为研究对象,分析同台站不同测项、同测项不同台站正常数据资料及异常曲线对比。【结果】结果表明,溶解水氡与气氡无明显的关系。在中强震前,台站地震监测数据无明显前兆异常现象。水氡受人为影响较大,而气氡受集气脱气装置管路堵塞影响较大。上王流体台与陇县流体台溶解水氡年变化趋势上都是典型的夏高冬低形态。而上王BG2015R型气氡仪记录到的气氡年变形态则表现为夏低冬高形态,陇县SD-3A气氡仪记录到的气氡年变形态不是很明显。【结论】目前还无法用一个有效的物理量建立溶解水氡与气氡之间的关系,溶解水氡与气氡无明显的关系。

工程教育专业认证体系下变形观测与变形分析课程教学改革与实践

变形观测与变形分析是测绘工程专业的专业核心课程之一,也是兰州交通大学第二批校级线上线下混合式“金课”建设(培育)项目,及甘肃省首批认定的“一流课程”,基于国家“一流课程”建设的目标要求,课程组持续更新原有课程教学内容,重新构建现有线上线下授课内容,同步优化线上线下混合式教学设计,不断完善线上线下教学资源。同时,测绘工程需要进行工程教育专业认证,课程组成员深入学习工程教育专业认证相关内容,建立符合工程教育专业认证课程对毕业要求的达成度评价体系。课程组成员及时调整和更新授课内容,完善课程线上资源,大篇幅增加工程背景和工程案例内容,扩宽学生工程实践途径,强化工程应用及创新,并完善现有线上资源,针对课程目标建立线上案例库。课程组成员结合课程目标明确课程线上线下学习知识单元,细化线上线下学习环节,强化课程思政设计,着力研究课程教学与思政教育的结合点,用“大思政”的视野规划布局本门课的课程思政点,然后用“小思政”将课程思政精心付诸实践。最后,立足工程教育专业认证需求,建立对应的课程目标达成度计算方式。最终完成线上教学与线下教学的深度混合,深化“变形观测与变形分析”专属在线课程(SPOC),继续开展翻转课堂、混合式教学,打造在线课程与课堂教学相融合的混合式“一流课程”。

基于“天—空—地”协同观测的西宁市南川东路滑坡变形特征与稳定性分析

[目的]明确降雨对西宁市浅层滑坡失稳的影响,为该市降雨型浅层滑坡灾害的监测预警防治提供依据。[方法]以青海省西宁市南川东路H7滑坡为例,采用“天—空—地”协同观测技术对滑坡体进行观测调查,基于流固耦合原理和非饱和土强度理论进行水力耦合数值模拟,得出降雨作用下斜坡的孔隙水压力、应力、位移演化及塑性区分布,通过强度折减法计算不同降雨时长下斜坡安全系数。[结果]①南川东路H7滑坡整体形态呈长条状,为“牵引—推移”式滑坡,运动模式表现为坡脚失稳牵引、中部变形滑移及顶部失稳推移。②雨水入渗引发斜坡土体饱和度上升、基质吸力消散、有效应力降低、抗剪强度衰弱,导致斜坡的下滑力增大、抗滑力减小,诱使南川东路滑坡稳定性持续下降。③模拟降雨72 h后,在浅层土体内形成接近贯穿的圆弧形塑性滑动面,斜坡的安全系数从1.17降至1.01,处于“暂时稳定—变形”的欠稳定状态。水平位移在坡脚处最大,为6.89 cm;竖向位移在坡体上部最大,为5.98 cm。[结论]①“天—空—地”协同观测技术可有效支撑滑坡灾害的调查与评估,有限元水力耦合数值模拟对降雨型滑坡稳定性研究适用性强、效果较好。②南川东路H7滑坡在高强度持续降雨下稳定性将进一步降低,威胁道路、建筑及居民安全,需重视潜在滑坡风险。

土壤水分自动观测与人工观测资料对比分析

利用索伦气象站土壤水分的自动观测与人工观测资料,分析了自动观测与人工观测值之间的差值以及相关系数。结果表明:索伦站土壤相对湿度的自动观测与人工观测值存在一定偏差,总体自动观测高于人工观测,整体一致性较高,两者在浅层10 cm土层的平均差值最小,在20 cm土层的相关性最好;在20 cm土层的平均差值最大,40 cm土层的相关性相对最差。自动观测和人工观测的偏差受仪器故障等问题影响,随着降水增多也会出现变化。对比分析了兴安盟索伦气象站自动土壤水分观测资料及人工观测土壤水分资料,总结两者之间存在的差异以及引起差异的可能原因,旨在提高土壤水分自动观测数据精准性及可用性。

合裕线施口口门段航道观测及分析研究

合裕线及巢湖湖区船流密度急剧增长,经济活动逐年增多,通过对施口口门段航道定期观测,对航槽形态进行分析,研究观测段在各特征水位时期航行水深及航宽不足的危险航段,提出维护措施;在观测资料的基础上对比分析口门航道的淤积部位、淤积量及淤积规律等。维护措施及回淤结论为后续巢湖重点航段观测、航道维护及疏浚工程方案优化确定和决策等提供重要技术支撑,保证巢湖湖区航道通航的安全性。

滨州气象站迁站观测数据对比分析

由于城市发展需要,滨州气象站新站于2019-01-01开始进行对比观测,2020-01-01新站址正式业务运行,同时老站停止使用。通过对新、老站数据的对比分析,得出在今后的气象科研和资料运用中,滨州新站资料基本可以正常使用,不需要进行订正,但在预报服务领域,在对日最高、最低气温和降水量进行预报时,需要警惕新站与老站数据的差别。

潮位观测对水深测量精度的影响分析

在港口及其配套设施建设的勘察设计阶段以及港口航道的正常运行维护阶段,港口航道、锚地、港池等区域的水深测量都显得十分重要。获取详细精确的水深测量数据可以为港口的设计及运营维护提供第一手资料,也是保证来往船只安全正常航行的必要手段。根据水深测量项目实施过程中积累的观测数据,进行了潮位观测时间对水深测量精度的影响分析的研究。后期在进行水深测量时,可以按照现场实际情况利用本课题的研究成果适当减少海上临时验潮站的观测时间,节约施工成本,提高作业效率。