实景三维模型缺陷修复关键技术

为了有效提高实景三维模型反映各类型地理要素的准确度和精细度以充分支撑实景三维中国建设工作,本文首先将当前无人机倾斜摄影三维重建后的三维模型中存在的模型缺陷系统性分为四大类型,并分析其产生的原因。随后,本文针对性地提出了三种关键技术：一是基于连通性和欧氏距离聚类的交互式悬浮物去除,利用图割理论和随机一致性抽样算法识别和删除悬浮物;二是基于图割理论的水面半自动整平,在利用Grabcut算法提取水面区域的同时为其赋予统一高程以实现水面的平整;三是基于深度网络模型的水体纹理inpainting填充,利用卷积神经网络和深度对抗训练以获得水体纹理的特征和结构从而实现水体缺失纹理的修复。最后,本文利用湖北省宜昌市的实际生产数据进行了修复实验,实验结果表明本文提出的各项关键技术能够有效修复三维模型缺陷,从而使实景三维模型具备更精细的地理实体和地理景观还原度。     

基于机场跑道饱和度的空中交通阻抗建模

通过对空中交通阻抗基本要素的解析,参考道路交通BPR阻抗函数,提出了一种综合考虑起飞机场和降落机场跑道饱和度的空中交通阻抗函数模型以研究空中交通阻抗问题,为空中交通阻抗分析提供新的研究思路。采用南京禄口机场-北京首都机场的航班数据进行拟合分析,对模型参数进行标定。根据有无流量控制分别给出了仅考虑降落机场跑道饱和度模型的拟合结果并进行了参数检验,同时进一步与综合考虑起降机场跑道饱和度模型的拟合优度指标进行对比分析。研究结果显示综合模型在无流控情况下精度提升了11.9%,有流控情况下精度提升了16.7%,可以为空中交通管理提供参考。     

基于三维魔方模型的大运河沿线县域“三生”空间划定方法

三维魔方模型是研判空间要素多功能优势度分区的量化方法,能够直观表征空间功能的最优组合模式,为精准识别大运河沿线县域国土空间功能提供关键技术支撑。本文以“生态—生活—生产”三生空间功能为切入点,建立大运河沿线县域三生功能适宜性评价体系;基于三维魔方模型提出三生空间范围划定规则;以大运河流域青县段为研究对象,划定三生空间范围并提出优化建议。结果表明：基于三维魔方模型建立的单项功能适宜性和多项功能适宜性组合的三生空间划定规则,划定了大运河流域青县的生态、生产、生活空间范围,占比分别为60.46%、33.52%、6.02%。其中生态空间主要分布在大运河两侧,包括550.58 km2的生态功能高适宜和最高适宜空间,是大运河流域良好的生态本底;48.23 km2生活、生产功能中适宜、低适宜和不适宜空间,是大运河流域未来生态修复的重点区域。该研究成果丰富了“三生”空间范围划定的方法与技术手段,为大运河流域国土空间治理和综合利用提供理论基础。     

采动覆岩注浆离层力学结构模型及稳定性预测方法： 以张集煤矿为例

煤矿开采引发地表岩土层移动变形,进而导致建筑倒塌、生态环境破坏等问题,离层注浆是减缓地表沉降的重要手段之一。为了研究淮南矿区倾斜地层采动离层的发育和稳定性,基于关键层理论,建立由主关键层、注浆阻隔层、亚关键层组成的采动覆岩注浆离层力学结构模型,提出注浆离层稳定性力学判据。采用离散元数值模拟分别建立水平和倾斜地层模型,模拟煤层开采过程中裂隙演化规律及可注浆离层发育情况。结果表明,水平和倾斜地层导水裂隙均未贯通注浆阻隔层,主关键层底部均发育可注浆离层,水平地层可注浆离层开度比倾斜地层的开度更大。数值模拟证明采动覆岩注浆力学结构模型可以对采动离层稳定性进行有效预测。     

基于节点分类的区域货流分布预测方法

为了更加精确地预测区域货流分布并准确描绘区域经济之间的联系与互动,提出了基于聚类算法与改进重力模型相结合的区域货流分布预测方法。首先,通过Pearson相关性检验对货运影响因素进行分析,针对不同区域之间的异质性和相似性,采用K-means++算法进行节点聚类,对起讫点（origin-destination, OD）对进行精细化研究;其次,引入货运影响因素、社会联系强度以及由距离成本和时间成本构建的阻抗函数作为参数,对传统重力模型进行改进,灵活地适应不同地区的交通特征,使得模型更具通用性和适应性;最后,以云南省为例,利用构建的改进重力模型进行货流分布预测,并与传统重力模型预测结果进行比较。结果表明：改进重力模型预测精度比传统重力模型提升了57.75%,稳定性提升了54.66%。该方法预测精度明显提升,为区域货流预测提供了更为可靠的方法。     

底水油藏水侵量计算新方法

针对底水油藏的开发,在缺乏试井数据的情况下采用常规油藏物质平衡法以及试井分析方法均难以确定水驱控制储量,进而无法获得水体参数和特征来计算油田的水侵量。为了更加准确的预测水驱油田水侵量,本文结合生产动态资料,选择符合的水驱特征曲线计算水驱控制储量。在此基础上,考虑油环油、溶解气、水体等因素,建立物质平衡方程,通过亏空体积曲线法计算获得水侵量。利用Fetkvoitch拟稳态模型,采用试错法,优化计算水体体积和水侵系数,保证Fetkvoitch拟稳态模型求解的水侵量和亏空体积曲线法求解的水侵量最接近,得到最优的水体体积和水侵系数对未来生产动态中水侵量进行预测。运用油藏数值模拟软件建立的模型与本文提出两种的计算方法拟合结果对比可知的水体体积的误差为2.6%、水侵指数的误差为2.2%,计算结果准确,为底水油藏计算水侵量提供了可靠的依据,并为预测水侵量提供了新的方法。     

超深圆形基坑地下连续墙支护结构体系力学性能分析

为了定量研究超深圆形基坑地下连续墙支护结构体系的受力和变形机理,本文通过Midas GTS建立超深圆形基坑施作过程的精细化有限元模型,通过改变地下连续墙局部弱化程度、地下连续墙先行幅和后续幅数量和嵌固深度等参数,对围护结构受力、变形和基坑周边地表沉降等规律进行了分析,分析结果显示:1）本工程的围护结构设计具有一定的优化空间;2）围护结构的水平最大变形和最大应力集中于第8~10道环梁处;3）围护结构的变形随幅间弱化程度和幅数的增加而增加,围护结构应力随幅间弱化程度和幅数增加而减小;基坑周边地表沉降随幅间弱化程度和幅数的增加而增加。分析结果对类似超深圆形基坑的设计和施工具有一定的借鉴意义。     

“三生空间”视角下乌鲁木齐市土地利用转型及生态环境效应分析

为探究如何优化乌鲁木齐市城镇化快速发展的资源配置方式,实现城市在“三生空间”视角下的可持续发展,本研究基于乌鲁木齐市1980—2020年（每10年一期,共5期）土地覆盖遥感影像数据,通过土地利用转移矩阵、生态环境质量指数、土地利用转型生态贡献率和InVEST模型估算生境质量等方法,定量分析了乌鲁木齐市土地利用功能转型及生态环境效应。结果表明：(1)乌鲁木齐市生态空间被持续压缩,生活空间持续增加,而生产空间则经历了先增加后减少的倒“V”型变化趋势。(2)乌鲁木齐市土地利用功能转型主要表现为草地生态空间与生产、生活空间之间的相互转化。(3)乌鲁木齐市生态环境质量指数持续下降,草地转变为其他生态空间是使乌鲁木齐市生态环境质量恶化的主要原因。(4)乌鲁木齐市的生境质量水平持续下降,草地、水域生态空间转化为其他生态空间是生境质量下降的主要原因。可见：土地利用转型会对生态环境质量产生巨大影响,研究结果可为乌鲁木齐市生态持续改善提供保障,同时还能为协调新疆土地资源的可持续利用和生态环境保护提供借鉴。     

一种面向在轨服务卫星地面应用系统的软件开发方法

为解决现有在轨服务卫星地面应用系统瀑布式软件开发模型灵活性差,难以适应用户需求变化等不足,通过利用敏捷开发模型的思路,设计了一种迭代式在轨服务卫星地面应用系统软件开发方法,将用户纳入到软件开发过程中,在各个研制阶段持续与用户进行需求迭代,完成业务软件的功能升级。结果表明：该方法可提升业务软件功能与用户需求的匹配程度,并为后续在轨服务卫星地面应用系统的建设提供参考。     

基于时间函数的高寒矿区地表动态下沉规律研究

高寒地区因为其冻土的特殊性质导致其经历开采后随着季节变化易导致上覆岩层破坏,因此,为准确预测高寒地区矿区上覆岩层的动态沉降的发展趋势,本文选取高寒矿区地表富水区作为研究对象,基于Weibull时间函数与分段函数的思路,结合矿区地表InSAR监测数据建立高寒矿区地表动态沉降模型,讨论了该函数模型的适用性。结果表明:高寒矿区冻胀地表沉降的三个阶段沉降量与时间的关系曲线与Weibull时间函数模型对应曲线相符;对Weibull时间函数的双参数取值进行探讨并优化,最终确定当初始、加速阶段的λ取值2.5,η取值0.068,稳定阶段λ取值2.3,η取值0.048时误差处于限差范围内,能较为准确地模拟预测地表的动态沉降过程,该研究可为高寒矿区的防灾减灾及治理工程提供参考。