基于GPU Raycasting算法的矢量/栅格混合绘制研究*

Raycasting体绘制算法由于成像质量高而被广泛应用于体数据的可视化,但当线、面表达的矢量数据和三维栅格表达的体数据同时绘制到同一场景时,由于绘制方法的差异会造成矢量和栅格数据空间遮挡关系不一致。在GPU实现Raycasting算法的基础上,通过矢量和栅格数据先后绘制,采用FBO离屏绘制等技术将矢量数据绘制到深度缓存纹理并在体绘制采样和融合中统一考虑矢栅颜色融合。实验结果表明,该算法在矢量数据非透明模式下能正确处理矢量栅格数据的混合绘制。     

基于Landsat的淮河干流水质监测的可行性分析

流域水体污染已成为影响岸边带经济社会发展的热点问题,明确流域水质变化趋势是实施水体污染控制和综合治理的前提。针对流域水质状况及其发展趋势的监测问题,以淮河干流为研究对象,在现有的流域水质监测手段的基础上,结合实测水质数据和同步Landsat数据,采用多元统计分析方法,建立了TM、OLI水质遥感监测模型,开展了2006-2017年淮河干流水体污染趋势分析。结果表明：TM、OLI水质综合污染指数遥感监测模型计算值与实测值之间绝对误差不超过 0.17,相对误差不超过7.11%;模型计算的2006-2017年淮河干流各类污染水体面积占比变化情况与实际监测结果一致,模型可用于淮河干流水质动态监测中;将遥感影像数据与典型断面监测数据相结合,建立流域水质监测模型的思路是可行的。研究结果为大尺度流域水质动态监测和生态环境保护提供了一种新的思路。     

邻近煤层受采动影响瓦斯排放率数值模拟研究

邻近煤层受采动影响瓦斯排放率与层间距的数值关系尚不明确,在预测和确定瓦斯排放率时,工作量大且精度难于保证。针对上述问题,根据邻近层瓦斯排放率与层间距的关系曲线,进行栅格化处理,得到了邻近煤层瓦斯排放率与层间距之间对应的原始数据。根据原始数据,对邻近煤层瓦斯排放率进行数值模拟,分别建立了上邻近层、缓倾斜煤层下邻近层和倾斜、急倾斜煤层下邻近层瓦斯排放率数学模型,并且对数学模型进行了误差分析和精度考察。研究表明,建立的邻近层瓦斯排放率预测数学模型精度高,可以为邻近层瓦斯涌出量预测、突出煤层开采保护层的条件选择和开采保护层的保护效果检验工程应用方面提供便利。     

沉积岩相地热水中亚硝酸盐增高机理探析

为探析开封沉积岩相地热田地热水中亚硝酸盐增高机理,根据29眼地热井的水质动态检测资料,分析了亚硝酸盐在平面及垂向上的增高趋势及超标情况.利用现场实测的31组“三氮”数据,研究了温度及混入空气时间对地热水中“三氮”质量浓度变化规律的影响.在上述研究的基础上,指出亚硝酸盐增高的机理为:由于地热水的大量开采,导致地热水赋存环境显著改变,或发生硝化作用或发生反硝化作用,致使亚硝酸盐增高.     

焦作地区太原组中硅质岩的矿物学特征和成因分析

华北板块太原组生物碎屑泥晶灰岩中夹有大量黑色层状、似层状、团块状和条带状的硅质岩,对其成因尚有较大争议。为了探讨其成因,选择焦作地区太原组硅质岩为研究对象,通过采集不同层位和形态的硅质岩样品,采用岩石薄片观察、电镜扫描、能谱分析、XRD分析、差热分析等方法,对太原组硅质岩的矿物成分及其成因进行了研究。结果表明:太原组硅质岩的矿物成分主要为蛋白石,并普遍含有玉燧、微晶石英和方解石,在底部层状硅质岩中还见有大量的叶腊石;硅质岩中的硅质矿物是SiO2对方解石的交代作用形成的,方解石是未被硅质完全交代的残留矿物,叶腊石是由体系外部提供的活性Si与岩浆岩碎屑水解提供的活性Al在微裂隙中经过合成作用形成的。研究结果为华北板块太原组硅质岩的成因提供了矿物学方面的约束条件。     

基于遗传算法-BP神经网络法的深埋地下水水质评价

为探究开封市地下水水质特征及成因,依据开封市31眼深度600～1 600m地下水开采井的水质检测资料,系统研究了各亚含水层的水化学特征,利用遗传算法-BP神经网络法进行了水质评价,并从埋深、富水性两个方面分析了水质特征的分布规律。结果表明,开封市600～800m亚含水层地下水水质最好,800～1 400m次之,1 400～1 600m亚含水层水质最差,随着埋深的增加,水质变差,富水性越强、水质越好。可见遗传算法-BP神经网络法能够客观地描述地下水水质综合情况,避免了人为主观影响,使评价结果更为合理。     

煤层陷落柱的三维地震槽波正演模拟

采用透射法槽波地震方法对煤层陷落柱进行了三维正演模拟。发现煤层中无陷落柱时,X分量同相轴连续性中断,而Y与Z分量连续性好。当煤层中存在陷落柱时,X分量中央底部形成明显的能量集中区域,在Y与Z分量上出现同相轴中断现象,形成次级槽波。改变炮点位置,陷落柱处的地震槽波能量衰减相对较小,而透射陷落柱后的槽波能量大幅衰减。     

焦作马厂勘查区煤层气富集规律及主控因素研究

为了查明马厂勘查区煤层气富集规律及主控因素,采用了现场调研、取样和实验室测试的方法,结合煤炭资源勘查阶段的资料,深入总结了该区二_1煤层含气性分布特征,系统分析了影响该区煤层含气量的内在和外在因素。结果表明:马厂勘查区实测煤层含气量13.77～27.30 cm~3/g,平均20.26cm~3/g,整体呈现出由西到东、由南到北减小的趋势,西南部最高。这种分布首先受4种内在因素控制:(1)二_1煤镜质组含量较高,具有较强的生气能力,有利于煤层气的生成;(2)二_1煤灰分和水分含量较低,煤层吸附能力较强,有利于煤层气的赋存;(3)二_1煤层主要由微孔组成,能够为煤层气吸附提供较大的比表面积,有利于煤层气的赋存;(4)软煤在构造应力的作用下,煤的分子和晶体结构发生变化,孔隙度和比表面积有所增加,使得其亲甲烷能力有所增强,煤层含气量增高。然后受2种外在因素控制:(1)随着上覆基岩厚度的增加,封存能力逐渐增强,煤层含气量逐渐增大;(2)因断层的作用使得北部断块中二_1煤层与奥陶系石灰岩直接对接,形成相对导水边界,地下水的径流不可避免地带走一定量的煤层气,引起煤层含气量降低;中部断块中因凤凰岭强径流带的作用,煤层气以水流为载体进行运移,导致煤层含气量降低,但相对高于北部断块;南部断块中二_1煤层与二叠系弱透水岩层对接,对煤层气的保存有利,煤层含气量较高,形成马厂勘查区煤层气最有利富集区。