坡面泥石流形成之降水条件探讨——以重庆北碚地区为例

从坡面泥石流的形成条件入手,结合重庆北碚地区地质地貌和气象条件,分析了北碚地区从1962~2003年发生的坡面泥石流的数据及降雨资料,认为在该区域,降水是该区域发生坡面泥石流的决定性因素,并且通过对具体坡面泥石流事例的分析,认为坡面泥石流的发生与前期降雨量和1h雨强关系密切,前期降雨对泥石流形成的贡献比较大,1h雨强主要起到激发作用。最后本文利用发生坡面泥石流前三天累计降雨量和当日前期降雨量,得出了该区域降水诱发坡面泥石流的临界雨量方程:y=106-0.757x(y为当日前期雨量,x为前三天累计雨量)。     

基于流域划分的汶川县潜在突发性泥石流危险性评价

泥石流是我国西南山区常见的一种地质灾害。5·12地震构成了众多隐蔽的不稳定斜坡,在强降雨条件下,这些潜在的不稳定斜坡极易形成突发性泥石流。在流域划分的基础上,基于不同尺度将汶川县划分为不同的流域单元,选取评价因子,建立评价模型,最终实现整个汶川县潜在突发性泥石流危险性评价。结果表明:若按集水阈值20万、30万与40万划分流域单元,则潜在突发性泥石流高危险性及以上单元分别有58、59与30个,占流域单元总数的43.61%、67.05%与57.59%。     

小浪底库区坡地不同利用方式入渗规律与产流产沙特征研究

坡耕地水土流失已成为小浪底库区生态环境和农业可持续性发展所面临的一个重大问题。通过饱和入渗和模拟降雨试验,对不同退耕利用方式(撂荒坡地、造林幼林地、林草间作、农林间作)和传统坡耕地利用方式(坡耕地翻耕休闲、坡耕地翻耕后种植玉米)入渗规律与产流、产沙特征做了研究。结果表明:(1)退耕后坡面饱和入渗率均高于传统方式,其四种方式平均饱和入渗率是传统利用方式的1.48倍;撂荒坡地的饱和入渗率最高;同一坡面,坡底饱和入渗率高于坡中、上部。(2)初始产流时间,撂荒坡地、造林幼林地、林草间作、农林间作分别比翻耕种玉米延迟26.16min、14.89min、13.48min、6.01min,两种传统方式差别不大。持续产流时间退耕方式也长于传统方式。(3)传统方式径流总量是上述四种退耕方式的2~5倍,平均产流速率明显高于退耕方式;产沙总量是退耕方式的3~50倍左右,平均产沙速度是其的1.72~9.4倍;产沙、产流总量和与产流降雨历时密切相关。     

泥石流滩地土地生产潜力评价--以云南小江流域蒋家沟为例

小江流域泥石流滩地水源充足、热量丰富,气候生产潜力(47641kghm-2)较高。本文应用加权指数和法确定了不同类型泥石流滩地(荒滩地、改良滩地和非改良滩地)土壤有效系数f(s)分别为0.405、0.684和0.594;根据生产力阶乘公式计算其气候—土壤生产潜力分别为19295kghm-2、32586kghm-2和28299kghm-2。通过实地调查验证,本文对泥石流滩地生产潜力的估算与现实生产力水平基本吻合,证明本文提出的泥石流滩地土壤有效系数切实可行。     

基于GIS的泥石流流域分布式水文计算系统

基于GIS技术与分布式水文模型,设计并实现泥石流流域分布式水文计算系统。以流域降雨、高程、坡度等数据为输入,对泥石流流域的降雨产流、产沙进行模拟,自动批量计算指定时间段内每日流域出口清水流量、泥沙流量以及流水含沙量。将系统应用到云南蒋家沟泥石流流域中,计算得到的高含沙水流含沙量与实测的含沙量数据误差很小,表明系统具有较高的精度和适用性。     

基于GIS的泥石流流域分布式水文计算系统

基于GIS技术与分布式水文模型,设计并实现泥石流流域分布式水文计算系统。以流域降雨、高程、坡度等数据为输入,对泥石流流域的降雨产流、产沙进行模拟,自动批量计算指定时间段内每日流域出口清水流量、泥沙流量以及流水含沙量。将系统应用到云南蒋家沟泥石流流域中,计算得到的高含沙水流含沙量与实测的含沙量数据误差很小,表明系统具有较高的精度和适用性。     

西南山地典型流域地震前后泥石流物源遥感精细识别

泥石流物源的信息获取目前主要依靠野外勘查测量和目视解译提取,存在耗时费力、覆盖范围有限、主观性强等问题。遥感因其快速、大范围、高精度监测的特点为泥石流物源识别提供了更为可靠的方式。基于Sentinel 2影像和ALOS地形数据,根据物源区光谱特征和地形特征差异,采用面向对象的分类方法进行物源识别,实现了树正寨流域地震前后泥石流崩滑物源、沟道物源和坡面物源的遥感精细识别。实验结果表明：①基于无人机和Google Earth高分辨率影像选取验证样本发现,采用该方法的树正寨流域物源识别精度分别为震前85.71%,震后88.34%,对应的Kappa系数分别为0.77和0.76;②相比于传统基于像元的遥感分类方法,该方法震前和震后分类精度分别高出14.28%和22.70%,尤其对于小面积的崩滑单体识别有着更优秀的表现;③地震前后由于地震诱发崩塌滑坡等灾害导致物源总储量由1.85×10⁶ m³增至3.99×10⁶ m³,主要物源类型是崩滑物源,占比70.80%。总体而言,实验为泥石流物源的判识提供了基于高分辨率遥感影像观测的自动识别方法,判识结果也将为泥石流灾害防治及风险评估提供重要的科学支撑。     

谈江汉洞庭平原区环境变化

全新世以来,江汉洞庭平原在缓慢构造沉降的基础上,气候变化对区域环境演变起着制约作用。气候变化,造成降水多寡不均,影响流域来水量,改变了河湖的水动力条件;引起的海面上升造成长江溯源淤积,改变了河湖水面坡降、径流变幅,进而造成水流动力条件的变化;引起的上游下垫面条件的变化,造成河湖含沙量的增减,改变了河湖侵蚀与堆积的关系。由此导致的河湖变迁,控制了其它要素的     

基于神经网络的泥石流沟谷易发性预测

从泥石流沟谷地貌条件出发,借助数字高程模型(DEM)图,对泥石流沟谷发生泥石流的概率进行预测。首先将泥石流沟谷的DEM图进行分类,分为发生过泥石流与未发生过两种;接着使用VGG与AlexNet及其对应的残差这四种神经网络对上述两种样本进行训练,实现4分类预测;最后通过结果对比,VGG能达到平均73.87%的预测正确率,其残差模型能够达到平均74.88%的预测正确率,而AlexNet与其残差的平均预测正确率仅有68%左右,实验结果表明VGG与其残差的整体性能是优于AlexNet与其残差的性能。     

空间信息支持下的江西定南稀土矿区泥石流危险性评价

江西省定南县是我国离子型稀土矿的主要产区。在稀土开采的同时,产生了大量水土流失,诱发的多处泥石流淹没林地和耕地。运用QuickBird高分辨率遥感信息与3D可视化技术相结合对定南矿区开采面、固体废弃物及其造成的泥石流进行解译,根据泥石流分布特点选取危险性评价因子,建立了评价模型,依据预测结果划分了泥石流的危险性空间分布。预测结果得到遥感影像和野外实际调查的检验,模型在赣南离子型稀土矿区有一定的推广意义。     

Fast animation of debris flow with mixed adaptive grid refinement

Animating debris flow is one of the most challenging tasks in computer graphics, because of its complex dynamic mechanism and the interaction between flows and solids in so large scale region. The difficulty focuses on how to resolve the contradiction between lower computational load and higher request of animating quality. A highly effective method of modeling and animating of debris flow with adaptive grid is presented. First, the debris flow is modeled as Bingham plastic fluid with view‐dependent adaptive grid that is adopted to model the flow volume, and the boundless grids can cover the large scale region of debris flow. Then the mixed grids are built for confluent flows, and the two‐way coupling interaction between flows and environment is considered. After extracting the debris flow surface, adaptive surface tension combining wave particles equation is used to enhance the details and sprays are generated by particles considering the interaction between two fluid volumes. Finally, different dynamic realistic scenes with debris flow are successfully animating at interactive rates. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

Development and practice of the Tele-Earthwork System

The Tele-Earthwork System is a remote-controlled system that performs a series of 'earthwork' composed of digging loading, transporting and disposal. In this system, a heavy machinery control room is installed at a safe place away from the danger area. From this room a operator performs the above-mentioned series of tasks while observing three-dimensional images, computed graphics and many in-process displays on the monitor, all of which are transmitted via a mobile radio relay car. As the first applications of the 'Test Field System' the Ministry of Construction invited public participation in submitting technical proposals for 'remote-controlled earthwork in Unzen' in order to remove sand that had been accumulated on the debris flow containment area. In response, we proposed the Tele-Earthwork System and the system was selected. We completed the restoration project's first phase as well as second phase (emergency soil-removing work along the more upper stream to prepare for the typhoon season starting in September) by using the Tele-Earthwork System. Having verified the practical utility of the system for remote-controlled earthwork based on the results of these test operations, we then applied it to full-scale earthwork. The work performed by the Tele-Earthwork System thus far has verified its utility and yielded better results than we had expected at the planning stage. This brought us a step closer to achieving a practical system for remote-controlled earthwork, thereby presenting signs that efforts are proceeding to develop an earthwork and foundation work capability to the 21st century.     

基于GaBP算法的快速潮流计算方法

研究在潮流迭代求解过程中雅可比矩阵方程组的迭代求解方法及其收敛性。首先利用PQ分解法进行潮流迭代求解,并针对求解过程中雅可比矩阵对称且对角占优的特性,对雅可比矩阵方程组采用高斯置信传播算法(GaBP)进行求解,再结合Steffensen加速迭代法以提高GaBP算法的收敛性。对IEEE118、IEEE300节点标准系统和两个波兰互联大规模电力系统进行仿真计算后结果表明：随着系统规模的增长,使用Steffensen加速迭代法进行加速的GaBP算法相对于基于不完全LU的预处理广义极小残余方法(GMRES)具有更好的收敛性,为大规模电力系统潮流计算的快速求解提供了一种新思路。     

基于回调函数的控制流深度模糊模型

控制流是程序过程的抽象表现, 对控制流进行混淆, 可有效提高代码抗逆向能力. 提出了控制流深度模糊思想:针对循环结构, 利用回调函数构造等价循环模型, 将过程内基本块跳转变更为过程间函数调用, 对抗逆向技术. 综合应用控制流分析和数据流依赖性分析, 建立了基于回调函数的控制流深度模糊模型, 并给出功能一致性证明. 为进...     

考虑时延的智能网联汽车混合交通流稳定性分析

为研究时延对交通流稳定性的影响,构建考虑时延的人工驾驶汽车和智能网联汽车混合交通流稳定性分析模型.首先,分析并确定混合交通流中不同类型跟驰模式的比例关系和时延取值;然后,在此基础上采用不同的跟驰参数和时延值区分车辆的跟驰模式,并由此推导出混合交通流线性稳定条件;最后,以智能驾驶员模型为例,通过设计数值实验分别讨论智能网...     

高速公路车流量的预测新模型

利用泊松分布,在不考虑随机因素对车流量影响的理想情况下,分别构建出低、高负荷两种状态车流量的数学模型。分析影响高速公路车流量的四个主要随机因素：车速、天气恶劣程度、突发事件、驾驶员对动态视野的感知程度,并设计出更符合实际的高速公路车流量预测模型,为高速公路管理部门合理预测车流量并做好应对准备提供有效的依据。     

IT系统结构关系可视化系统

IT系统结构关系可视化系统是一个利用三维可视化技术构建业务至IT设施的可视化管理模型,以立体、仿真、实时互动的方式,呈现系统业务、系统、流程以及支撑的物理设备之间关系的Web系统[1].可以直观的展示不同层次应用节点的业务关系、应用与组件之间所属关系、逻辑组件与物理实体的对应关系、应用业务流向关系、系统监控信息和按条件显示拓扑等,并且支持针对某一节点发生故障的定位及影响分析、故障回溯功能.可视化系统数据来源于配置管理模块、后端使用Struct2+Hibernate4+Spring3技术,前端可视化模块使用Unity3D引擎.整个可视化系统具有使用方便、扩展性好、面向服务、支持配置化、数据呈现直观等特性.     

基于SDN的混合分段路由概率流调度机制

针对数据中心网络流量路径分配不均匀、易造成大流碰撞,以及控制器流表开销大等问题,提出了一种基于SDN的混合分段路由概率流调度机制SRPFS（segment routing probability flow scheduling）。利用SDN集中控制与全局视图特性,首先采用混合分段路由完成流量初始转发;然后选用粒子群优化算法,重定义粒子群内部寻优过程来对流量进行筛选;最后构造全局节点概率矩阵,设计概率调度算法选举出流量转发最优路径。实验结果表明混合分段路由转发技术在流表开销方面优势较大,并且SRPFS相比于其他较典型的流传输机制,在平均网络吞吐量、链路利用率、标准网络吞吐率等方面有明显优势,能够有效减轻控制器的流表负载,保证了较好的网络性能。     

基于伪卫星测试的并行计算灾害救援中心选定模型构建

泥石流具有时间和空间群发性、运动持续性、灾害链式性、类型单一性、致灾方式和受灾对象的多样性特点;灾害救援中心位置选取过程是典型的非线性不收敛问题;单纯以线性技术和约束条件为基础的模型面对复杂泥石流灾害指标的情况下,会出现较大偏差;提出基于伪卫星测试结合并行计算的灾害救援中心选定模型设计方法;以泥石流灾害为例,利用离散元法和GPU并行算法构建泥石流运动堆积模型,将沟道泥石流汇流后运动堆积特点和灾害区域当作模拟参照,对泥石流运动进行模拟,根据模拟结果,预测泥石流覆盖范围;利用伪卫星技术计算灾害扩散程度和易发点距离,在救援中心搭建费用与救援成本最低前提下,将用户选择的位置与高度作为已知条件,以期望损失最低为约束,以精度因子为标准得到救援选址的核心区域点,构建基于伪卫星测试的灾害救援中心选定模型;仿真实验表明,设计模型的选址精度和效率较高,可为泥石流灾害救援提供数据支撑。