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水利学报 2023年第6期54卷 654-665页

作者：黄国如陈志威曾博威华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广东广州510640 广东省水利工程安全与绿色水利工程技术研究中心广东广州510640

在全球气候变暖和城市化背景下,城市洪涝问题日益严峻。为尽可能减少城市洪涝灾害造成的损失,提高城市对突发性强降雨事件的应急处理水平,开展城市洪涝数值模拟技术研究具有十分重要的意义。本文从城市洪涝精细化和高效模拟角度出发,综... 详细信息

在全球气候变暖和城市化背景下,城市洪涝问题日益严峻。为尽可能减少城市洪涝灾害造成的损失,提高城市对突发性强降雨事件的应急处理水平,开展城市洪涝数值模拟技术研究具有十分重要的意义。本文从城市洪涝精细化和高效模拟角度出发,综述了城市洪涝模型、CPU-GPU异构并行计算的研究进展,系统总结了产汇流模型、一维河道管网模型、二维地表模型、耦合模型、快速城市洪涝模型的构建方法和CPU-GPU异构并行计算的关键技术。针对当前城市洪涝模型研究中的不足之处,需要开展城市洪涝过程全物理机制模拟研究,深入分析全水动力城市洪涝模型的适用性、模拟精度和计算效率;还需基于异构并行计算技术,实现城市洪涝模型一维河道管网、二维地表淹没的快速模拟,为城市暴雨洪涝精细化与高效模拟奠定基础。

关键词：城市洪涝产汇流模型河道管网模型地表模型耦合模型异构并行计算

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基于模型正演的折射静校正方法研究与应用

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地球物理学进展 2011年第2期26卷 687-693页

作者：尹奇峰潘冬明夏暖李娟娟胡明顺中国矿业大学资源与地球科学学院徐州221116

随着地震勘探区域地质条件复杂化,静校正在资料处理中的作用日显重要.本文模拟研究了折射波在不同地质条件中的特性,完成了正演模型下的折射波静校正量计算,并将静校正后记录与理论模型记录对比,分析该方法的准确性,总结折射波静校正方... 详细信息

随着地震勘探区域地质条件复杂化,静校正在资料处理中的作用日显重要.本文模拟研究了折射波在不同地质条件中的特性,完成了正演模型下的折射波静校正量计算,并将静校正后记录与理论模型记录对比,分析该方法的准确性,总结折射波静校正方法的技术难点,提出一种更准确优越的解决方法.最后,运用该方法选取最合理的参数,并配合先进的处理软件对实际资料进行处理,有效地消除了长波长剩余静校正量,得到了较高质量的叠加剖面.

关键词：折射静校正正演模拟地表模型初至拾取浮动基准面

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英雄岭山地地震干扰波分析与处理

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石油勘探与开发 2002年第1期29卷 106-108页

作者：邵文斌陈小宏刘洋王守东中国矿业大学(北京) 石油大学(北京)

青海柴达木盆地英雄岭坚硬地层出露地表 ,地层倾角大 ,形成特殊的连续大沟、大坎地表地质条件。依据地震测线经过的山地特殊地表地质条件 ,建立了倾斜地层与冲沟的理论模型 ,通过正演模拟分析 ,对这种特殊的地表地质条件进行了干扰波分... 详细信息

青海柴达木盆地英雄岭坚硬地层出露地表 ,地层倾角大 ,形成特殊的连续大沟、大坎地表地质条件。依据地震测线经过的山地特殊地表地质条件 ,建立了倾斜地层与冲沟的理论模型 ,通过正演模拟分析 ,对这种特殊的地表地质条件进行了干扰波分析 ,认为处理地震资料得不到有效同相轴主要与复杂地表条件有关 ,特别在深沟附近 ,地层的反射和深沟的侧面反射交叉在一起 ,使地震剖面出现深沟的侧面反射超过地层有效反射的情况 ,形成假像。在处理山地地震资料时 ,要分析不同地区、不同地段地震波传播特征与干扰波的影响 ,以形成在地表地质模型约束下的地震处理方法。英雄岭地区的实际山地地震资料因很强的地表影响而出现同相轴交叉 ,进行常规地震处理很难正确识别地层反射同相轴。在地表模型和地质条件约束下 ,分别利用双边资料或单边资料处理 ,得到了合理和较好的结果 ,处理后的地震剖面反映了地下地质构造。图 3参

关键词：山地地震干扰波地表模型地质条件约束地震资料处理

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大气CO2反演中云和气溶胶的影响及其校正方法

大气CO2反演中云和气溶胶的影响及其校正方法

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作者：吴浩中国科学技术大学

学位级别：博士

人类活动导致大气温室气体含量不断增加,由此引起全球变暖、极端恶劣气候频发等现象,正成为当今社会广泛关注的热点问题。CO2作为重要温室气体,探测其浓度分布及变化,是全球气候变化研究的基础。卫星大气CO2遥感具有全球范围内长时间序... 详细信息

人类活动导致大气温室气体含量不断增加,由此引起全球变暖、极端恶劣气候频发等现象,正成为当今社会广泛关注的热点问题。CO2作为重要温室气体,探测其浓度分布及变化,是全球气候变化研究的基础。卫星大气CO2遥感具有全球范围内长时间序列和广空间范围的特点,有其它探测技术无法替代的优势。CO2是大气中长驻气体,浓度低、梯度小,只有高精度观测结果才能在气候研究中发挥作用,因此,卫星大气CO2遥感的关键在于高精度,反演是其中的关键技术。反演作为从遥感数据中提取CO2浓度信息的技术,面临着云污染、大气和地表参量具有不确定性等诸多因素的干扰,因此,目前反演中存在着精度难以提高和结果不够稳定的问题。本文就大气CO2反演面临的问题,分析和提出了克服云、气溶胶和地表等对反演影响的算法,并在此基础上完成了 CO2反演的完整流程。从统计结果上看,天空绝大部分被云所覆盖,在大气CO2反演中,被云所覆盖的遥感数据不能用于反演,因此,进行云筛选是提高反演效率、保障反演质量的基础工作。目前遥感数据云检测方法较多,各种方法均存在一定的优势和不足,本文在分析现有方法特点和所能利用数据信息的基础上,提出了多载荷协同筛选的方法,我们称之为 CGDC 算法(Combined GMI and DPC Cloud-screening)。这种方法将氧气在大气中高度均匀性与偏振光谱对云辐射敏感性相结合,以此提高温室气体反演中的云筛选效率。该算法应用于我国高分5号卫星温室气体探测仪GMI(Greenhouse-gases Monitoring Instrument)全球 1 6 天在轨实测数据,检测GMI观测点77581个,筛选出晴空观测点9508个,占比12.26%。利用融合后的MODIS云掩膜和卷云反射率数据集验证该算法云检测的正确率,在陆地上可以达到92.93%,海洋上可以达到81.91%。气溶胶和卷云改变了大气辐射过程的分布状态和传输路径,成为影响反演精度的重要因素。本文从影响机理出发,利用MODIS全球气溶胶模式和GHM卷云模型仿真GMI观测数据。分析在典型亮度地表情况下,主要模式气溶胶和卷云光学厚度不确定性引起的反演误差。并进一步研究了光学厚度垂直分布不同对反演结果的影响,指导着我们反演过程中对气溶胶廓线的选择与处理。针对气溶胶模式在反演过程中的重要影响,本文引入聚类分析技术,对全球气溶胶特性和分布进行总结与归类,构建了适用GMI全球反演的气溶胶模式数据库。服务于GMI的CO2反演,降低了 CO2反演误差、提高全球反演结果的可比性。地表反射辐射复杂性成为影响大气CO2反演精度的重要原因。地表反射辐射的复杂性表现为辐射空间分布不同和地气耦合差异,由此改变辐射传输过程,进而影响着大气C02反演精度,因此地表不同方向反射特性的准确描述成为提高CO2反演精度的重要手段。鉴于全球范围研究的巨大工作量,本文以京津冀地区为例开展相关研究。京津冀地区地表类型丰富,气溶胶时空分布复杂,属于人类强活动影响下的气溶胶高值区域,因此,在地表、大气和CO2源等方面具有代表性。本文针对研究对象的差异,研究区域分为城区和非城区。城区以北京城市为例,利用2011到2016五年的MODIS地表二向反射分布函数BRDF数据,构建了适合利用单次观测数据反演的地表模型,并提出一种同时反演地表BRDF参数和大气CO2含量的算法。结果表明在气溶胶光学厚度小于0.4时,大部分GMI模拟数据的反演误差控制在0.5%(约2 ppm)内。利用GMI光谱带宽截断的GOSAT数据反演结果与修正后的GOSATNIES反演结果进行对比,其平均误差为1.25 ppm,相关性达到0.85。对于非城市区域,利用RPV模型代替Lambertian模型,反演了气溶胶光学厚度小于0.4的观测点,结果相关性为0.788,平均误差为1.50 ppm。区域性反演方法精细化满足了 GMI数据在京津冀区域高精度C02反演的需求,并使得反演气溶胶高值区域成为可能,提高了 GMI观测数据的利用率。本文提出了 PPDF因子从O2-A带到CO2-1带的转化和数据后筛选方法,并完整地构建了适合GMI数据的三层PPDF模型反演算法。反演2018年9月GMI的观测数据,与OCO-2、GOSAT卫星产品和TCCON地面测量结果进行对比。结果表明,PPDF算法反演值整体略高于GOSAT,其中和GOSAT产品的平均偏差为1.72ppm,相关性为0.926;PPDF算法反演值和OCO-2产品交叉对比的平均偏差为-2.25 ppm,误差较大的区域集中在高纬度地区,总体相关性为0.911。与高精度地基观测站TCCON站对比的结果表明,GMI反演结果与6个TCCON站的相关性为0.741,平均偏差为-0.85 ppm,反演结果和在北极圈附近的Sodankyla站点数据相差较大,

关键词： CO2遥感云检测大气散射地表模型反演算法

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虚拟现实中三维复杂几何形体的层次细节模型的研究

虚拟现实中三维复杂几何形体的层次细节模型的研究

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作者：刘学慧中国科学院软件研究所

学位级别：博士

虚拟现实技术是一种高度逼真地模拟人的自然环境中视、听、动等行为的人机界面技术.图形的实时生成是VR成为\"现实\"的关键技术之一.该论文围绕层次细节模型技术这一有效的图形生成加速方法展开了有益的探索,研究各种LoD模型... 详细信息

虚拟现实技术是一种高度逼真地模拟人的自然环境中视、听、动等行为的人机界面技术.图形的实时生成是VR成为\"现实\"的关键技术之一.该论文围绕层次细节模型技术这一有效的图形生成加速方法展开了有益的探索,研究各种LoD模型生成方法及实时绘制技术.研究成果包括以下几个方面:1)提出一种瓣的渐进网络模型的生成方法和表示形式,并提出新的非规则网格LoD模型的实时绘制方法.2)以焦点以及显示面积二者有效的结合建立较为精确的视觉空间模型,改进基于均匀网格表示物体的LoD模型的实时生成及绘制技术.3)提出一种基于辐射度合局光照网格模型的简化方法.

关键词：虚拟现实细节层次模型网络模型简化实时连续多样分辨率绘制地表模型视觉模型全局光照模型全局光照网络模型

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基于影像特征分析的架空输电线路三维实景建模

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电子器件 2022年第1期45卷 172-177页

作者：林志军刘宝军关俊峰张艳广东电网有限责任公司江门供电局广东江门529000

架空输电线路的规模不断扩大,为人工巡检输电线路带来了诸多困难,而使用三维虚拟架空输电线路进行巡视成为了一种发展趋势。传统的倾斜摄影测量三维重建技术对一般表物模型有着较好的建模效果,而对杆塔和导线的三维建模效果不佳。针对... 详细信息

架空输电线路的规模不断扩大,为人工巡检输电线路带来了诸多困难,而使用三维虚拟架空输电线路进行巡视成为了一种发展趋势。传统的倾斜摄影测量三维重建技术对一般表物模型有着较好的建模效果,而对杆塔和导线的三维建模效果不佳。针对传统方法这一缺点,提出了一种基于影像特征数据的参数拟合建模方案,使其现场真实状态和三维模型效果有效结合起来,显示出较大的技术优势。最后通过具体建模实例对比了这两种方法的建模整合效果,验证了所提出方法的有效性和技术潜力。

关键词：架空输电线路倾斜摄影测量地表模型影像特征数据

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陕南汉阴长沟金矿三维模型的建立与应用

陕南汉阴长沟金矿三维模型的建立与应用

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作者：张正民长安大学

学位级别：硕士

三维地质建模技术不仅能够方便快捷地对地质数据进行存储、管理、显示以及分析,而且可以形象直观地了解和观察地下矿体的分布状况。陕南汉阴县长沟金矿是安康市北部金矿带内重要金矿床之一,近些年来陕西省地矿集团公司第一地质队对该金... 详细信息

三维地质建模技术不仅能够方便快捷地对地质数据进行存储、管理、显示以及分析,而且可以形象直观地了解和观察地下矿体的分布状况。陕南汉阴县长沟金矿是安康市北部金矿带内重要金矿床之一,近些年来陕西省地矿集团公司第一地质队对该金矿区进行了较多的地表调研、槽探工程揭露、深部钻探和硐探工程验证等地质矿产勘查评价方法研究,积累了该金矿区相关地质矿产资料和数据,但现有的矿产勘查评价工作仅仅是对该区金矿单个矿体空间二维静态的简单描述,不能满足矿产勘查综合研究和实际分析的需求。为了充分利用现有的地质资料弥补传统的地质信息表达方法的缺陷,本论文以“陕西石泉-旬阳金矿整装勘查区关键基础地质研究”项目为依托基础,借助功能较齐全的Surpac三维建模软件,在综合分析了长沟金矿的成矿地质背景、矿床地质特征和控矿构造特征的基础上,建立了长沟金矿的三维地质模型,实现了矿体的三维立体显示,探讨了进一步的找矿预测方向。论文主要研究了Surpac建模软件建立模型的原理以及模型建立的方法,提出了建立相应三维模型的创建流程,在此基础上:(1)通过对钻孔数据进行数字化处理,研究Surpac软件地质数据库的类型,建立了长沟金矿区地质数据库;(2)研究了建立矿体实体模型的原理及方法,建立了长沟金矿区矿化体实体模型;(3)研究了建立巷道模型的原理与方法,建立了长沟金矿区巷道模型;(4)研究了地表模型的建立方法,建立了长沟金矿区地表模型;(5)以地质统计学原理为基础研究长沟金矿区金矿化体Au品位空间分布特征并建立了Au品位变异函数模型;(6)研究矿体块体模型的建立原理和方法,建立了长沟金矿区块体模型,并采用普通克里格法对块体模型估值,建立了长沟金矿区品位模型。最后,对长沟金矿区东、西部矿化体分别进行Au品位投影等值线图,总结金赋存规律,提出东矿化带沿矿化体向北西方向和深部具有进一步找矿的前景,西矿化带沿走向上向北西和南东方向以及深部向北具有进一步找矿的前景,并分别圈定东、西部矿化体预测靶区,确定了进一步的找矿方向。

关键词：三维地质建模 Surpac建模软件长沟金矿实体模型地表模型块体模型品位模型变异函数

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利用无人机免像控快速构建高精度DSM

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测绘通报 2017年第8期 158-160页

作者：田超陈杰李能能郭耀煌国家测绘地理信息局第一航测遥感院陕西西安710054

数字地表模型（digital surface model,DSM）是很多测绘产品的一个很重要的中间产品,基于DSM可以进一步编辑、处理制作DEM、DOM、TDOM、DLG、三维模型等。另外,DSM表示的是真实地表的地面起伏情况,也可直接应用于各行各业,如电力行业监... 详细信息

数字地表模型（digital surface model,DSM）是很多测绘产品的一个很重要的中间产品,基于DSM可以进一步编辑、处理制作DEM、DOM、TDOM、DLG、三维模型等。另外,DSM表示的是真实地表的地面起伏情况,也可直接应用于各行各业,如电力行业监测植被生长对电力线的安全影响、军事上导弹制导障碍物监测、林业监测森林生长情况等。

关键词：精度检测 DSM 摄影测量地表模型高程中误差测绘产品无人机系统植被生长中间产品地面起伏

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司家营铁矿境界优化及地表约束的影响分析

司家营铁矿境界优化及地表约束的影响分析

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作者：杨志刚东北大学

学位级别：硕士

在露天矿开采过程中,最终开采境界的确定在整个矿山的生产活动中占有非常重要地位。最终境界是矿山开采设计的重要环节,是露天矿生产经营决策的重要依据。在确定最终开采境界时需要综合多方面因素考虑,如矿山资源总储量以及矿体赋存状... 详细信息

在露天矿开采过程中,最终开采境界的确定在整个矿山的生产活动中占有非常重要地位。最终境界是矿山开采设计的重要环节,是露天矿生产经营决策的重要依据。在确定最终开采境界时需要综合多方面因素考虑,如矿山资源总储量以及矿体赋存状况、开采技术条件、矿产品的市场价格、矿石生产成本等,而这些因素又都直接影响矿山投资以及生产效益,所以采用高效、实用的设计手段,对最终境界进行优化是矿山企业必然的选择。本文介绍的最终境界“锥体排除法”是基于给定的经济合理剥采比或经济技术参数和矿床品位块状模型的露天金属矿境界优化实用算法。该方法首先产生一个可能的最大境界,然后从最大境界开始,通过锥体扫描循环,把不盈利或剥采比大于经济合理剥采比的锥体排除,直到在一次扫描中找不到这样的锥体为止,就得到了最优境界,在排除过程中,必须保证不违反帮坡角的几何约束,即每次从一个境界里排除一部分后,剩余境界的帮坡角不大于给定的最终帮坡角。该算法可以方便地处理不同方向和区域具有不同帮坡角的情况,而且可以在不同的标高范围用不同的台阶高度。选取算法中的高优化级别,还可以较好地处理锥体重叠对优化结果的不利影响,使得到的结果更加准确。基于这一优化方法需要,文章介绍了最大几何境界的圈定、锥体的构造方法、锥体排除法思路和算法。本文以司家营铁矿为例,运用基于最终境界优化的“锥体排除法”知识而研发的MetalMiner软件,进行实证研究。在最终境界优化时,需首先建立好司家营铁矿的地表标高模型、三维块状模型以及台阶模型。司家营铁矿由于其特殊的地理位置,及其矿山开采的独特性,使该矿的境界优化与通常进行的境界优化有较大的不同,本次境界优化是对目前已经开采形成的两个采区同时进行整体优化,而由于两采区的技术经济参数不相同,且同种类矿石在不同采区的品位也有差异,为了与矿山生产现状最大限度达到一致,本次优化过程中使用了技术经济分区,使不同采区能够以各自的技术经济参数进行经济核算。文中在是否考虑地表建(构)筑物的约束两种情况下又根据技术经济参数的三种(最差、最好、综合)选取方式细分为六种具体情形进行优化和讨论比较。优化结果表明,不受约束的最佳境界比原设计境界大很多,西帮(上盘)的构筑物对最佳境界的约束“很硬”。文中还通过改变成本、价格来研究分析了境界对这些因素的灵敏度。最后选取综合指标分析得出,由于受约束条件限制,矿山将大约损失1亿吨的矿石量,而且大规模丢失“挂帮矿石”将出现在第10年之后,矿山受约束条件下的开采寿命约为26年,若移除约束开采这1亿吨矿石可为矿山延长5年寿命,按生产成本和精矿价格的年增长率均为3%以及折现率为7%计算,这1亿吨矿石当前的价值(即现值)约为23.8亿元,若同时能够得到移除目前约束条件所需要的费用,在比较二者大小后,矿山企业可以做出是否值得花费额外代价移动相关地表建(构)筑物,开采这部分“被压”矿石的决策。

关键词：露天矿境界优化浮锥法地表模型品位模型

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复杂地表条件下初至折射波静校正方法研究

复杂地表条件下初至折射波静校正方法研究

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作者：王永胜中国石油大学（北京）

学位级别：硕士

本文内容主要包括(1)分析总结了水平层状和倾斜界面折射波的传播规律；(2)根据层状介质和连续介质折射波传播规律，对折射波正演方法进行了研究，设计了一些典型的复杂近地表模型，对这些模型的初至波进行正演仿真，并编制了相应的模拟... 详细信息

本文内容主要包括(1)分析总结了水平层状和倾斜界面折射波的传播规律；(2)根据层状介质和连续介质折射波传播规律，对折射波正演方法进行了研究，设计了一些典型的复杂近地表模型，对这些模型的初至波进行正演仿真，并编制了相应的模拟程序；(3)利用层析反演近地表模型的折射波静校正方法，进行静校正量计算。该方法适用于折射面起伏、折射层较稳定的近地表条件，该方法也可用于解决二维、三维沙漠、黄土塬覆盖区等复杂地表条件下的长、短波长静校正问题。利用该方法对巴楚、巴彦浩特地区二维和青海地区三维资料进行了处理，验证了本方法的有效性。

关键词：地表模型初至折射波长静校正层析反演

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