北京市密云东庄铁矿区岩浆岩断面结晶度特征信息提取方法研究

依托MATLAB仿真平台研究岩浆岩断面结晶度有效特征。采用直方图均衡化进行图像增强预处理,通过几何特征算法提取水平周长、垂直周长与面积数据,计算粒度相对值参数;采用频域算法将频谱图像分割成环形区域,分析高频数据,通过积分求和得到高频区参数。通过两种算法融合,综合提取8维图像特征向量,可以准确表征岩浆岩的结晶程度及粒度大小。

北京市延庆硅化木园区典型岩石矿物图像特征提取与分析

北京市延庆硅化木园区位于中朝准地台内蒙地轴与燕山台褶带两个Ⅱ级构造单元衔接部位,地层岩性组合在北京地区具有一定的典型性和代表性。对研究区内岩石矿物特征的提取与分析,进而为北京地区今后开展岩性识别相关工作具有一定的参考意义。本研究基于Visual C++软件平台,应用数字图像处理技术开展颜色、灰度、纹理、投影、频域等多种适用于典型岩石矿物图像的特征提取方法研究,进行系统的参数值计算及仿真分析。通过优化选择确定最优特征量及最大判据值,实现了多参数特征有效集成,初步建立了综合、全面的特征提取系统技术体系,有助于提升地质调查工程中岩石矿物识别的精度。

北京市突发地质灾害监测预警系统设计与实现

北京市突发地质灾害监测预警系统功能覆盖了灾害调查、监测、分析、预警、应急管理工作的全流程。该系统在设计中采用了诸多关键技术:用基于地质要素分类的监测方法来解决单纯按对象分类监测方法而产生的数据使用局限问题;针对结构化、非结构化、空间的各类监测预警数据采用三重分类并分别集成的方法来解决地质信息系统普遍存在的多源异构数据存储利用的问题;用建立统一通讯规约的方法来解决设备数据接收和管理的问题;用分灾种、分时空精度、分方法建立预警模型库的方式来解决预警模型合理性、准确性和时效性的问题。

北京市土壤地质环境监测工作的实践与思考

开展北京市土壤地质环境的长期监测,对于政府管理部门及时掌握土壤环境质量状况,制定相应的防治措施具有重要的意义。北京市土壤地质环境监测网建成后,连续6年的监测结果表明:全市区域土壤重金属元素环境质量整体优良,存在点状有机污染;典型工矿区、农业种植区、重要水源地等重点监测区土壤环境质量总体良好,局部存在安全风险。监测网包括区域监测和重点监测两个层次;监测范围已覆盖全市域;区域监测周期3年,重点监测周期1年;形成了以化学指标为主的监测指标体系;监测方法包括野外样品采集、样品加工处理、数据处理及图件编制、无机元素(指标)和有机物分布特征分析及对比、结果评价等。针对监测工作中存在的样品代表性问题、分析测试问题、重点工作区问题和评价标准统一问题,提出了应加强方法技术和质量监控体系研究;对重点监测区的选取和工作方法进行深入探讨;在评价规范化、技术方法创新方面进行尝试等思路。

城市地质资源环境承载力要素监测体系建设实践——以北京市为例

城市地质资源环境承载力要素监测是城市发展中后期的重要基础性工作。监测体系建设的目标是全面掌握地质要素变化规律,为城市发展安全提供保证。该体系建设的总体思路是基础坚实、问题明确、平面分区、纵向分层、立体成网、全面采集、可靠传输、云端存储、抓住奇点、把握关联、构建模型、预测趋势、多级服务、有效应用。该体系的基础是数据采集系统,核心是分析系统,关键是应用系统。该体系的建设运行,可有效地提高城市地质安全保证水平。本文以北京市为例介绍了地质资源环境监测体系建设的实践。

新时代北京市地质灾害综合防控工作现状与建议

20世纪70年代以来,北京地区陆续开展的地质灾害防治工作为首都防灾减灾提供了重要保障,如何满足新时代地质灾害防治的新要求,成为当前地灾防治面临的首要任务。回顾40年来北京地质灾害调查评价、监测、预警与防治工作,分析了当前极端气候条件下人类对地质灾害隐蔽性规律认识不清,人类工程活动引发地质灾害等环境地质问题,以及地质灾害防治工作与新时代具体要求的差距,结合北京具体情况,提出了“十四五”时期北京地质灾害综合防控工作思路,包括强化地质灾害调查评价体系、完善地质灾害监测预警体系、巩固综合治理体系、建强应急防治体系和深化科技创新体系5个方面。

基于PCA-SOM的北京市平谷区地下水污染溯源

为了解北京市平谷区地下水污染物来源,以平谷区2010—2018年监测数据为基础,使用PCA(主成分分析法)识别了地下水水质指标因子,使用自组织映射识别了污染物的空间分布.结果表明:通过监测指标间的Pearson检验发现,平谷区地下水电导率与ρ(Ca^2+)(p=0.936)、总碱度与ρ(HCO3^2-)(p=0.981)、ρ(Mg^2+)与总硬度(p=0.944)指标之间显著相关.地下水化学类型主要以HCO^3-Ca型为主,其次为HCO^3-Mg型.NH4^+、SO4^2-、Cd、Fe(Ⅱ)、NO2指标空间分布离散性和差异性较大,存在局部富集现象.通过因子分析法筛选出影响平谷区地下水水质的8个公因子,首要影响因子为溶滤-富集作用(贡献率为22.398%),次要影响因子为农业、养殖业和填埋场等人为活动作用(贡献率为16.533%),雨水下渗作用(贡献率为8.035%)、工业源人为活动(贡献率为7.466%)对地下水也有一定影响.通过比较各指标的SOM(Self-Organizing Map,自组织映射)特征图像和监测井映射特征图像,发现NH4^+受山前地带林业、种植业和平原地带农业、养殖业的双重影响,Na^+、Mn受平原地带人为活动的影响;同时,NH4^+、NO3^-、NO2三者之间及Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)之间来源不同,Cd、Al、氰化物三者具有同一来源.研究显示,PCA-SOM(PCA与SOM相结合)可以对地下水化学组分来源进行定性识别与定量分析.

北京小汤山地区第四系高氟地下水与地热水关系研究

北京小汤山地区第四系深层地下水氟含量普遍超标,严重制约区域供水。在收集整理基础地质、水文地质、地热地质资料基础上,开展第四系高氟地下水与地热水之间关系研究工作。研究表明:小汤山地区位于复式背斜的核部区域,该区热储层与第四系地层直接接触并形成水力“天窗”,受构造应力影响在热储层发育大量张性裂隙,加之上覆第四系盖层结构松散且厚度较薄,导致该区成为地热富集带;在高温高压环境下,地热水中氟化物含量普遍较高,地热水上涌同第四系深层地下水发生热流-冷流的混合作用,导致第四系深层地下水中氟化物含量升高,形成第四系高氟地下水。

基于小波变换的北京密云沙厂区域相关岩群断面图像特征仿真研究

沙厂铁矿区位属华北地台北缘中段、燕山台褶带西段。区域变质岩类型复杂,主要岩石构造具有典型的规律排列纹理特征。本文针对研究区采集的典型岩石样本图像应用MATLAB仿真平台进行研究,通过灰度化处理、滤波去噪及图像增强预处理方法有效提高了图像的信噪比,提升了后续特征提取的准确性。利用小波变换将图像进行三级分解,分析“条带状”构造岩石特征、横向边界岩石特征、“片麻状”构造岩石特征在小波子带图中的纹理局部细节特征,研究了各分解子带图中均值、均值占比、方差和方差占比特征参数的分布规律,准确表征了磁铁石英岩、含铜石英脉、角闪斜长片麻岩断面图像的有效特征。研究成果可为今后建设区域岩石识别系统提供一定的参考。

黄松峪地质公园岩石纹理特征提取技术分析

黄松峪地质公园处于燕山南麓与华北平原北端的相交地带,区内出露的白云岩、底砾岩、砂岩、页岩等在华北地区具有广泛的代表性和典型意义。判别岩石的有效特征对于精准识别岩石类型尤为重要。应用Matlab仿真平台针对岩石纹理特征提取中的一些关键技术进行研究,通过小波变换进行滤波去噪预处理,基于霍夫变换检测线条特征,将二维图像降维投影为垂直和水平方向的一维曲线信号,根据信号的均值、标准差、偏态、峰度等参数分析图像中的纹理结构特征。对比高斯平滑算法,小波变换的Mallat算法可有效实现滤波去噪预处理,大幅度提高图像的信噪比。相对于Prewitt边缘检测算子,霍夫变换检测中采用Canny边缘检测算子提取的二值化图像更有利于精准提取岩石的线状纹理信息,结合一维投影曲线信号特征对于线条型纹理具有较强的识别能力。采用相关分析法设置不同的权限参数串行联接构成协同数据可以实现多特征融合,提高对复杂岩石结构的表达能力。

生态地质调查方法与评价体系研究——以京西“一线四矿”地区为例

生态地质作为一门新兴交叉学科,诸多学者对其研究内容、工作思路、技术手段、服务目标等进行了探索。以京西“一线四矿”为研究对象,阐述了以服务于生态保护和修复为目标的生态地质调查总体思路和工作方法,建立了生态地质分区评价指标体系。研究结果表明:生态地质分区评价能够直观反映生态地质本底特征,是生态地质条件优劣的直接表现;“地理+地质+生态”三要素融合的生态地质分区评价模式,建立了1个目标层、3个准则层、10个指标层的评价指标体系,其中地理环境权重0.1226,地质环境权重0.6011,生态环境权重0.2763。以地质建造为分类单元,地表基质层支撑力由强到弱分别是中性侵入岩建造、陆源碎屑岩建造、中性喷出岩建造、基性喷出岩建造、碳酸盐岩建造。京西“一线四矿”地区(287 km^(2))生态地质条件良好区面积105.9 km^(2),占比36.9%;一般区面积78.7 km^(2),占比27.4%;较差区面积102.4 km^(2),占比35.7%。在京西“一线四矿”及周边区域协同发展概念规划总体策划范围(99 km^(2)),圈定出乔木生长适宜区面积58.6 km^(2),灌木生长适宜区面积40.4 km^(2)。

新质生产力背景下首都地质人才队伍建设探析

地质工作是一项调查研究性和探索性很强的战略性、基础性、专业性工作,人才始终是推动地质事业发展进步的第一要素。发展地质领域新质生产力,首要的是建设高素质人才队伍。文章在分析当前地质领域新质生产力对人才队伍提出更高要求的情况下,探讨“首善之都”北京构建弹性适用的人才队伍体系、建立多元高效的人才培养机制、健全科学灵活的人才考评和激励机制,以供参考。

北京平谷马坊ZK09钻孔新生代地层格架及其地质意义

基于北京平谷区马坊地区ZK09钻孔新生代地层岩性岩相分析和沉积物古地磁、碳十四、光释光测试,首次建立了北京平原泃河水系中下游冲洪积区完整新生代地层格架。其中,0~180.0 m为中更新世-全新世陆相辫状河和曲流河沉积,180.0~240.5 m为中新世-上新世残坡积、湖积和三角洲前缘沉积。ZK09钻孔新生代不连续地层揭示了北京平原区两次重要的抬升构造事件:第一期构造事件发生于中新世,而不是前人研究认定的早更新世或上新世末,其最终结束了大渤海湾盆地古近纪盆-岭构造系统演化;第二次构造事件发生于中更新世早期,其可能是目前以走滑运动为主的最新构造变动形式起始时间。

北京地质灾害风险评价研究

北京地区地质环境条件复杂、人类活动强烈,地质灾害隐患较多,规模较小但危害严重.本文收集地质、地貌和社会经济等数据资料,选择地形地貌、地层岩性和地质构造等10个评价指标开展北京地质灾害风险评价综合研究,利用层次分析法确定评价因子权重,基于ArcGIS空间分析功能得到地质灾害危险性分区及易损性评估,最终得到北京地质灾害风险区划结果.研究表明:北京地质灾害高风险区主要分布在门头沟、房山、昌平和顺义等区的中部,通州、密云区北部,平谷区东部以及重要主干道等地区;地质灾害以崩塌、泥石流、地表塌陷和地面沉降为主,且影响范围较大,亟需建立覆盖全市域的群测群防体系.

城市工程地质勘查多源遥感数据技术应用研究

城市工程地质勘查要求宏观、全面地掌握地质地貌、地质灾害和工程地质等情况。本文以4个规划新城为工作区,利用SPOT-5、TM等多源遥感数据,深入分析影像光谱特征,选择最佳单波段或波段组合,通过多种遥感技术方法进行北京规划新城工程地质勘查中地貌类型、地质环境信息提取及研究工作,探讨遥感数据波段、遥感技术方法在地貌类型、地质环境信息提取方面的适用性。研究表明,综合应用多源遥感数据,选择适合的图像处理方法可极大提高城市工程地质勘查工作的精度和准确度,并为其提供可靠的数据和技术支撑。

北京山区泥石流的单沟预报

为给北京山区单沟泥石流灾害预警预报提供理论依据,基于近十几年北京山区单沟泥石流文献资料,从泥石流灾害形成机理出发,结合目前降雨站点数据,分析诱发泥石流的地形、地质和降雨等相关因素,采用适用于北京山区泥石流预报模型P=RT^(0.2)/G^(0.5),得出适用于北京山区单沟泥石流蓝、黄、橙、红Ⅳ级预警模型和相应临界值。研究得出的北京山区泥石流单沟Ⅳ级预警模型能很好地预报短期灾害发生,在龙潭沟等流域的验证中,可以较好地根据降雨的变化情况得出泥石流沟道不同时间段的泥石流易发程度,该模型为该区泥石流易发等级的快速识别提供了科学有效的方法。

北京矿山地质环境监测预警信息系统建设展望

为加强北京矿山地质环境的监测、评估和应急决策处置能力,本文基于小型无人机、一体化三维模型、人工智能、云计算、大数据和物联网等新一代信息技术,提出建设具有监测数据动态管理、决策分析、应急管理和共享展示功能的矿山地质环境监测预警信息系统。系统旨在以信息技术为手段,充分挖掘矿山地质环境监测的数据价值,并通过智慧化的应用,达到辅助分析、指导决策的目的。主要包括建设矿山地质环境监测数据库实现对数据的存储、展示、更新及共享交换,并借助云计算、大数据技术实现对数据的挖掘分析,进而服务决策分析;并考虑矿山地质环境的特点,应用无人机倾斜摄影测量技术辅助应急管理;并借助地上地下一体化建模技术实现一体化三维模型建设及多专题的三维展示分析。

北京平原大兴区新-10孔研究及其地质意义

《北京市多参数立体地质调查》项目施工的新-10孔,位于大兴区大红门小铺头村西,处于地质构造大兴隆起的上部,孔深145.87 m。揭露新生界埋深141.69 m,其中第四系埋深115.03 m,地层沉积特征差异性明显。通过对第四系与新近系(Q/N)界限附近(埋深100~129 m)岩芯精细描述,并选取49件孢粉含量较高的样品共同研究,结果表明该地区由新近纪时期孢粉组合主要为木本植物花粉的湿热环境逐步转变为第四纪孢粉组合以松为主的针叶林的干凉气候环境。结合钻孔上部地层共同分析得出,早更新世和中更新世沉积层很薄;永定河受气候与环境的共同影响,在晚更新世大兴地区多次泛滥形成冲洪积扇,寒冷的气候造成永定河冲洪积物加速沉积,将大兴隆起掩埋,形成了北京平原。

北京城市地质条件适宜性评价体系研究

城市地质条件适宜性评价是支撑城市规划建设区控制性详细规划编制和工程建设前期开展的专项地质调查工作。北京地区调查评价内容包括地形地貌、水文地质、工程地质等3项基础地质条件,活动断裂、地面沉降、地裂缝、崩塌、滑坡、泥石流、采空塌陷、岩溶塌陷、砂土液化、地下水污染、土壤污染等11项地质环境要素,地下水资源、深层地热资源、浅层地热能等3项地质资源要素。在现有标准基础上,结合北京地区城市地质工作实践,新建了1∶10 000和1∶2000精度城市地质条件调查方法体系,并设定了工作布置参数;构建了城市地质条件评价指标体系,包括61项评价指标,其中新增指标20项、修订指标31项、引用现有标准指标10项。

北京闭坑金矿山对土壤地质环境及农产品质量影响探讨

矿产是一个国家重要的资源和发展保障,同时矿业开发尤其金属矿产对空气、水、土壤生态环境的影响不容忽视。通过分析北京闭坑金矿山2018—2020年土壤地质环境监测成果,以当地矿产和采选冶史、土壤、特色农产品大桃等为研究对象,以As、Cd、Cr、Pb、Hg、Cu、Zn、Ni等8种金属元素为主要评价指标,对矿山周边土壤地质环境、人为污染状况、农产品质量、生物富集能力等进行评价,探讨了土壤、农产品地球化学质量与矿产采、选、冶之间的时空关系。研究表明,金属矿产开发对环境的影响并不随矿山停采、关闭而停止,其对周边土壤环境还将持续产生不利影响,并已逐渐影响了当地特色农产品的品质。提出应对在生产和闭坑矿山周边土壤、水环境进行长期监测和研究,并采取必要的避让措施,如减少或退出食用农作物种植,改种生态林等。