mlsa-iai-msu-lab/ru_sci_bench_zho_cite_reranking huggingface dataset:
矿业废弃地重构土壤重金属含量高光谱反演

矿产资源对工业和国民经济的发展有重要的作用,但是随着矿业开采规模的扩大,资源枯竭、经营不善而形成的矿业废弃地越来越多。由于长时间受到采矿的影响,矿业废弃地土壤中存在大量的重金属元素,高浓度重金属可能会对环境和人体产生影响。土地复垦是整治污染、退化土壤再利用的重要方法,对重构后的土壤进行重金属含量检测是衡量土地复垦成效的重要指标,需要长期进行跟踪监测。传统的化学检测方法效率低、成本高、无法实现重金属大范围检测。高光谱是一种新兴的、发展潜力巨大的技术,在环境保护,资源利用,区域可持续发展等方面有着广泛的应用。经过近几十年的快速发展,仪器精度逐渐提高,检测方法逐渐成熟,为实现土壤重金属高效、便捷检测提供了可能。正常土壤重金属含量一般相对较低,采用光谱测量重金属含量较为困难,但铁矿开采区矿业废弃地由于土壤中的铁元素较多,会使土壤中的重金属的存在和聚集形式发生变化,影响重金属对光谱的响应,从而使土壤光谱反射率与重金属含量之间关系更加明显。以湖北省大冶市复垦矿区研究区,采样化学检测方法获取土壤重金属(As,Cr,Zn)含量;借助于美国ASD公司生产的FieldSpec4地物光谱仪(350~2 500nm)获取土壤反射率,应用一阶微分、倒数对数、连续统去除法分别对反射率曲线进行预处理,提取出光谱特征波段,分析三种重金属元素与光谱特征间的相关性并建立逐步回归模型。研究表明,光谱数据预处理可使光谱特征波段更加明显,其中一阶微分和连续统去除法的效果最为明显。3种重金属元素的特征波段为495,545,675,995,1 425,1 505,1 935,2 165, 2 205,2 275和2 355nm。将土壤重金属含量与光谱特征波段之间做相关性分析,三种重金属都表现出了与光谱曲线的相关性,相关系数大部分都达到了0.5以上,最大相关系数为0.663,由于重金属种类和预处理方式的不同会导致相关性系数存在明显的差异。利用与土壤重金属相关性最大的特征波段建立三种重金属反演模型,并以反演模型r大小选择每种重金属的最优反演模型。由于重金属种类的不同,模型的选择也有差异,Cr和Zn一阶微分逐步回归为最佳反演模型,重金属As连续统去除法逐步回归为最佳反演模型。通过检验,三种重金属中Cr反演效果最好,RMSE为2.67,其次是Zn和As。对比当前不同检测手段可知,基于土样和光谱数据预处理的土壤重金属含量地物光谱仪高光谱反演是比较理想的。可为矿业废弃地土壤重金属高光谱反演提供参考。
艾比湖湿地自然保护区土壤盐分多光谱遥感反演模型

土壤盐分是衡量土壤质量的要素,也是作物生长发育的基本条件。因此,迫切地需要一种可以快速了解土壤盐分含量(SSC)的方法。针对艾比湖湿地自然保护区,基于Landsat8OLI多光谱遥感影像,以该研究区36个土壤表层样品的盐分含量为数据源,选择相关性较好的多光谱遥感指数分析研究区土壤盐分分布状况,并将其分别与实测SSC构建线性、对数、二次函数模型,进而优选精度最高的模型来反演该研究区 SSC。结果表明:(1)在多光谱遥感指数中,与SSC相关性最高的是增强型植被指数(EVI),其相关性范围为(-0.70~-0.67);其次是传统型植被指数(TVI),其范围为(-0.58~-0.46);土壤盐分指数(SI)与SSC的相关性最低,其范围为(-0.45~0.16),其中SI3和SI4与SSC均没有相关性。(2)将实测土壤盐分值所反演的分布图与EVI对比分析,发现在西北、正南方向的艾比湖湖边周围和东北方向盐池桥的 SSC均较高,其EVI的值较低,说明通过该研究区实测土壤盐分值所反演的盐分分布图与EVI的空间分布结果较为一致,表明EVI对该地区土壤盐分具有一定的敏感性,能较好地反演SSC的空间分布;(3)分别将三种EVI与实测SSC建模分析比较,发现SSC与增强型比值植被指数(ERVI)所构建的二次函数模型最好;其验证集的决定系数(R~2)为0.92,均方根误差(RMSE)为2.48,相对分析误差(RPD)为2.09,模型精度较高、稳定性较为可靠,相比之下,说明ERVI对该湿地自然保护区土壤盐分有更高的敏感性,可以用来预测该区域SSC,从而进行空间反演。在TVI中加入Landsat8多光谱遥感影像的b6和b7波段,得到EVI,以此来反演SSC是可行的,且比传统可见光和近红外波段所构建的植被指数反演效果更好。因此该研究不仅可以为遥感反演提供理论参考,而且对该地区SSC的定量估算和动态监测具有重要的意义,也可作为其他区域SSC预测反演的备选方案。
铀污染下的商陆叶片反射光谱特征与铀含量关系研究

通过室内盆栽试验,利用微分技术处理叶片反射光谱数据,研究铀污染下商陆叶片中的铀含量在不同光谱波段与原始光谱反射率、一阶导数光谱的相关关系,找到商陆铀污染诊断的敏感波段范围和最优光谱特征参数,并以相关性较好的敏感波段及光谱特征参数为自变量,与商陆叶片铀含量建立对应的估测拟合模型。如果以该模型为基础创建铀含量的冠层光谱模型,则有可能实现通过遥感影像监测叶片中的铀含量。实验结果表明:当商陆叶片中的铀含量为5.94~71.74mg·kg~(-1)时,叶片中铀含量与一阶导数光谱数据的相关性较原始光谱数据好,在749~766nm区间内存在较好的相关性和光谱响应;根据上述相关性分析,选择14个光谱特征参数,计算他们与商陆叶片铀含量的相关系数,其中蓝边面积、红边位置、红边面积与蓝边面积的比值及红边面积与蓝边面积的归一化值与叶片铀含量的相关系数达到了0.05显著检验水平;选取一阶导数光谱中相关系数最高的波段757,758,760和761nm处的值和上述相关性最高的4个光谱特征参数,与叶片铀含量建立多种形式的估测拟合模型,通过对拟合模型的精度检验,发现以红边面积与蓝边面积的比值、757和760nm处反射率的一阶导数为自变量的拟合模型的预测效果较好,其中拟合效果最优的模型是以757nm波段处反射率的一阶导数为自变量的三次函数模型,模型预测精度达到了89.8%。
唐卡主色矿物颜料光谱分析

唐卡作为一件艺术品,具有较高的历史价值和艺术价值。对唐卡的矿物颜料进行鉴别分析,对唐卡的鉴定、修复、数字化存档、再现等具有非常重要的意义。该研究对唐卡主色矿物颜料进行体系性的光谱分析,选用唐卡绘制过程中5种主色常用的矿物颜料,深入分析矿物颜料的可见光、近红外、短波红外光谱特征产生机理,总结了不同色系矿物颜料可见光、近红外、短波红外谱段光谱特征。通过分析同一矿物颜料粉末、调和骨胶颜料以及颜料上布色卡光谱特征,发现粉状颜料调和骨胶后,反射率整体下降,在1 447和1 928nm附近出现两个水的强吸收特征。而当骨胶溶物涂绘上布后,随着膏状颜料中水分的减少,上述两个吸收特征均变弱,个别颜料在1 447nm处的吸收特征甚至消失。因此,矿物颜料粉末和颜料上布色卡光谱极为接近,可以在后期的唐卡颜料分析中直接利用唐卡矿物颜料粉末光谱进行匹配分析。唐卡红色矿物颜料为朱砂,矿物成分主要为HgS,其光谱在可见光波段先降后升,500nm附近形成一个较深的吸收特征,且吸收峰较宽(430~530nm),红光谱段附近反射率急速升高,近红外波段反射率变化较为平直,在1 940和2 250nm附近有弱吸收特征。唐卡黄色矿物颜料主要有三种:土黄(雄黄、雌黄),赭石及金箔,主要成分分别为硫化砷、氧化铁及金。其特征光谱在可见光谱段集中在400~500nm之间,不同颜料的吸收特征位置和吸收深度均不同。赭石在近红外波段的反射率整体较低,且860nm附近还出现了吸收特征;而雄黄、雌黄和土黄则在近红外和短波红外谱段表现出反射率较高且波形平直,在1 890和2 230nm附近有弱吸收特征;金箔在可见光波段的吸收特征窄浅,可作为区分的依据。唐卡蓝色矿物颜料为石青,主要矿物成分为蓝铜矿,其光谱在500~1 000,1 500,2 040,2 285和2 350nm附近均有较强吸收特征,而在1 885和1 980 nm处有弱吸收特征。唐卡绿色矿物颜料为石绿,主要矿物成分为孔雀石,其光谱在550~1 000nm有较强的宽吸收特征,在2 270和2 350nm有明显吸收特征。尽管石青和石绿主要矿物成分皆为碳酸铜,但石绿在900~1 900nm红-近红外谱段反射率增加较缓,1 500nm无吸收特征,可以作为区分石青和石绿的依据。唐卡白色矿物颜料为砗磲和白土,主要矿物成分分别为碳酸钙和高岭土。在可见光谱段范围,砗磲在370nm有弱吸收特征,而白土则在370和730nm处有两个明显的吸收特征,可作为区分。在短波红外和近红外谱段,白土在1 425,1 930和2 230nm均具有明显吸收特征,砗磲则在1 930和2 320nm有明显吸收特征,1 440nm处吸收特征较弱。且同种矿物颜料粉末,矿物粉末颗粒越大,颜料颜色越深,其光谱特征反射率越低。
基于极值统计的拉曼光谱信噪比评估方法与应用

随着近年来便携式光谱仪技术的迅速发展,CCD光谱仪相对于传统光谱仪在光谱收集方式上发生了很多变化:(1)采集到的光谱对信号进行叠加积分,传统信噪比评估方法无法通过单次检测获得探测器波动;(2)对于谱图噪声(谱线随机波动),由探测器响应随机波动和扫描重复误差转变为CCD探测器像素响应差异、探测器随机噪声和与光学系统分辨力有关的模式噪声。噪声类型发生改变,导致原有的光谱质量评价方法适用性变差,基于实测光谱提出更具适应性的光谱质量评价方法具有很强的现实意义。根据拉曼光谱仪检测器的变化,对采集光谱信号的成分进行分析,在该分析的基础上提出了CCD光谱仪的噪声模型假设,根据该假设使用不同的信号极值点频率对不同的噪声进行像素分离,并对噪声频率模式进行了数值模拟,模拟结果与假设相符;在此基础上提出并实验验证了通过谱线极值间距评估谱线噪声的拉曼光谱信噪比评估方法,该方法包括以下两个步骤:(1)通过采集多次实测光谱进行叠加,叠加过程中对对应不同频次的光谱极值点数量进行统计,得到统计结果后基于文中规律分离光谱仪中的环境噪声和暗噪声;(2)应用上述分离结果,对实测光谱中对应暗噪声的谱线极值点作统计平均,再将该值应用于文中公式,计算得到信噪比。该方法在进行了步骤(1)的前期准备后,可以通过单张谱图评估CCD拉曼光谱仪的随机噪声,并用于评估光谱的信噪比。基于光学构架相同、CCD探测器不同的三个拉曼光谱系统进行实验,采用该方法通过设定信噪比阈值对谱图质量进行控制,获得了一致的光谱曲线;基于该方法对同步叠加平均法进行信噪比拟合,拟合优度达到98%。该方法可用于拉曼光谱仪的性能评估和获取拉曼光谱谱图的质量实时控制。理论和实验表明:对于基于CCD探测器的拉曼光谱仪器,当确定样品和特征峰时,可以基于此方法获得信噪比。该方法还可用于比对不同配置的拉曼光谱设备,以及作为控制谱图质量一致性的标准,并对基于拉曼光谱技术的智能鉴别系统的开发具有指导意义。
基于修正系数法的抗水分干扰土壤有机质近红外预测模型研究

土壤有机质(SOM)是植物生长必需的营养物质,也是土壤属性检测的重要参数。快速、高效地获取土壤有机质信息对精细农业的发展具有重要意义。近红外光谱技术具有快捷、低成本等优势,被广泛应用到土壤有机质的测量中,然而土壤水分在近红外光谱(780~2 500nm)中具有很强的吸收特性,对土壤有机质的检测形成了一定的干扰。分析了50个土样在不同含水率(约17%,15%,10%,5%和干土)下的近红外吸光度谱图特性,利用水分敏感波段2 210,1 415和1 929nm构建了水分修正系数(MDI),并在此基础上对不同含水率土样进行了重构,以消除水分对土壤有机质预测模型的影响。结果如下:(1)经MDI校正重构后的吸光度谱图与对应的干土土样吸光度谱图相近,能较好地反映其干土土样的吸光度谱图特性。(2)采用偏最小二乘(PLS)法建立了干土土样的有机质定量预测模型,并对重构后的不同含水率土样进行了预测,其统计参数分别为:预测相关系数(RP)0.90,预测标准误差(SEP)0.802和预测均方根误差(RMSEP)1.09;与原始未经MDI校正的预测结果相比,相关系数上升了0.032,预测标准误差降低了0.113,预测均方根误差降低了0.25。结果表明,本研究提出的水分校正算法可以降低水分对土壤有机质预测的干扰,提高利用干土土样有机质定量预测模型预测不同含水率土样的精度,可为基于近红外光谱技术的土壤有机质实时测定技术的推广提供理论依据。
遥感数据在农业旱情监测中的应用研究进展

在全球变暖的背景下,农业干旱频发不仅严重影响区域粮食安全和生态安全,同时还威胁社会经济稳定和可持续发展。农业旱情遥感监测是预防农业旱灾发生发展的重要途径,可以为科学制定旱灾风险管理措施提供有力支撑。因此,厘清农业旱情遥感监测研究进展对于今后更好地开展农业旱情监测及预警研究以及进一步促进社会经济的可持续发展具有重要的现实意义。基于此,系统梳理了当前遥感数据在农业旱情监测中的应用研究进展。针对不同的农业旱情评价对象,将旱情监测指标分为降水监测指标、土壤含水量监测指标和作物需水监测指标,并对不同指标涉及的遥感数据源和评价方法进行了归纳和总结。重点针对农业旱情监测涉及的最主要的两种典型地物(土壤和植被)的光谱特性差异和对水分变化的敏感波段不同,系统总结了微波遥感监测法,可见光、近红外与热红外遥感监测法和高光谱遥感监测法用于农业典型地物旱情监测的近今进展,并探讨了未来农业旱情遥感监测研究的主要发展方向,以期为今后更好地开展农业旱情预警和调控管理工作提供参考。
下三叠统鲕粒灰岩中微生物矿化组构特征及意义——以川东北地区飞仙关组为例

PTB全球最大生物灭绝事件后,早三叠世被认为是微生物发育繁殖的黄金时期,浅水环境是微生物活动及微生物岩形成的最有利环境。借助高分辨率扫描电镜和能谱分析,在川东北地区开江-梁平海槽西侧下三叠统飞仙关组浅水碳酸盐岩台地边缘的鲕粒灰岩中发现了三种微生物矿化组构:空腔状微生物矿化组构、显微瘤状微生物矿化组构和纤状微生物矿化组构;通过沉积学、岩石学及地球化学的综合分析,认为显微瘤状微生物矿化组构是微生物新陈代谢时形成的纳米球状云质颗粒,纤状微生物矿化组构是微生物的胞外聚合物,而空腔状微生物矿化组构则属于微生物个体。这些微生物矿化组构的发现,为早三叠世微生物大爆发提供了一定的直观证据;推测大量的微生物活动是早三叠世碳酸盐快速沉积现象的直接诱因,并导致于二叠纪末发育的克拉通内裂陷——开江-梁平海槽在早三叠世被快速填平。
兰坪金顶超大型铅锌矿床含矿岩石沉积特征

云南兰坪金顶超大型铅锌矿含矿岩石的成因一直存在正常沉积和非正常沉积两种对立的观点。为了查明其成因,从矿区开采露头和岩芯观察描述出发,以矿区填图为基础,通过对含矿岩石的岩石学特征、粒度和沉积构造等相标志分析,确定了金顶超大型铅锌矿含矿岩石属于湖底扇深水重力流沉积,并识别出非沟道体系的液化流和沟道体系的砂质碎屑流、浊流等类型,进一步划分出内扇、中扇和外扇三个亚相。该湖底扇平面展布为自矿区东部至西部粒度明显由粗变细,岩性由厚层-块状灰岩岩块构成的角砾岩相逐渐过渡到交错层理发育的中细粒砂岩相,其中砂质碎屑流沉积体具有良好的储集层物性特征,亦是重要的含矿岩石,具有广阔的勘探前景。
稳定塘内稻田降雨径流中氮磷输移的三维数值模拟

掌握污染物在农田排水稳定塘中的输移规律对控制农业面源污染具有重要意义.已有的研究主要集中在通过野外与室内试验监测探究稳定塘的污染物拦截效果与运行机制上,而缺乏对降雨径流过程中稳定塘内氮、磷污染物在三维空间输移的数值模拟研究.本文以多级农田排水稳定塘为研究对象,首先,对2015年水稻生长期内3场典型降雨进行了跟踪监测;然后,建立了多级稳定塘的三维水动力-水质迁移耦合模型,并应用坐标轮换法以实测数据进行了模型的参数率定;最后,对稻田降雨径流过程中稳定塘内氮磷的输移进行了三维数值模拟与模型验证,并探究了稳定塘分级数对氮磷拦截效果的影响.结果表明:率定后的模型各水质指标模拟值与实测值拟合较好;在降雨径流初期,总氮、总磷在垂向上表现为底层浓度大于表层浓度、横向上沿程浓度逐渐降低的规律;稳定塘级数的增加延长了水流停留时间,更有利于拦截氮、磷污染物.
森林覆盖率在森林生长对气候干旱响应上的调节作用

基于归一化差值植被指数(NDVI)和标准化降水蒸散指数(SPEI),探讨了森林生长对气候干旱的响应特征,并分析了森林覆盖率对这种响应的调节作用.结果表明,中国森林站点的森林生长对气候干旱的响应有正有负,正响应多分布于中国西南地区,在不同月份、不同时间尺度均有分布,负响应多分布于中国东南沿海地区,集中于冬、春季及短时间尺度干旱.进一步的研究发现,森林的覆盖率在森林生长对气候干旱的正响应上起着调节作用,不同等级的森林覆盖率会将森林生长对气候干旱的响应值限制在不同的范围内,随着森林覆盖率的增加,森林生长对气候干旱的响应最大值会逐渐减小.研究揭示了森林覆盖率在森林生长对气候干旱响应上的调节作用,有助于为森林管理提供一定的理论参考.
基于细分行业的中国城市群金融网络演化

基于微观层面的金融企业空间组织关系数据进行宏观层面的金融业空间格局研究是近年来金融地理研究的一个新方向。基于银行、保险及证券三个主流金融行业在1995年、2005年与2015年3个年份的企业网络数据,采用社会网络分析方法,从空间差异、空间过程和空间相互作用3个层次,对各细分行业下的城市群金融网络演化过程进行研究。结果表明:①银行与保险业视角下,总部企业分布较为集中,且大多中西部城市群内部金融网络较为稀疏,证券业视角下的总部企业分布最为分散,但更替较为频繁。②银行与保险业视角下的城市群间高层级金融联系较多,证券业视角下则更多为低层级联系,除京津冀、长三角和珠三角为共同的核心网络节点外,银行业其他核心节点集中在沿海地区,保险业则集中在中西部,证券业则呈现出一定的空间均衡性。③三行业视角下的城市群发展差异大小及变动趋势不同,证券业视角下的城市群金融资源吸引力差异最大,而总部经济发展差异则最小。④各行业地理集中度、市场集中度及影响各行业发展的关键因素的不同,是导致不同行业视角下城市群金融网络演化格局存在差异的主要原因。
1978年以来广州市居民职住地选择行为时空特征与影响因素的代际差异

1978年以来,中国体制改革重塑了个体日常时空行为及其在生命过程中的活动轨迹,但鲜有文献解析长时间序列下不同代际群体对职住政策调整做出的响应及其代际差异。基于时间地理学视角与代际差异理论,将广州市微观个体职住地变动历程与代际问题相结合,利用问卷调查分析1988年和1998年居民职住制度改革前后,不同代际居民职住地变迁行为时空特征及其影响因素的结构性差异。结果发现:①在居住地和就业地变迁方向方面,各代际居民住房迁出地主要集中于老城区,就业地变迁围绕两个城市中心,形成由老城核心地域向内城、近郊扩散的变迁过程。②职住地距离变化方面,居民平均职住距离由1988年之前的4.91 km增至1998年之后的6.46 km,20世纪90年代出生居民(简称90后,下同)的职住分离度大于其他群体。③在职住地变迁率方面,住房商品化和就业社会化极大地增加了居民职住地选择自由度, 60后和70后在1998年之后的迁居率分别为113.16%与112.33%,就业地变迁率分别为148.68%与197.26%,二者都远高于住房改革前的比例。④驻留时长方面,职住自由化使得驻留时长明显缩短。60后变化最为明显,该群体在一个居住地的居住时长由1988年以前的14.43年缩至1998年以后的5.43年,就业地驻留时长由12.43年降至3.95年;80后与90后在1998年以后的职住地驻留时长明显较短,70后相对较长。⑤能力、组合及权威制约中的房价、婚姻状况、学历、福利分房及下岗等因素对职住地变迁表现出明显代际差异,因子女上学及同事关系等组合制约对就业地变迁无显著群体差别。
美丽中国建设的理论基础与评估方案探索

美丽中国建设是关系中华民族永续发展的根本大计,也是落实到2030年联合国可持续发展议程的中国实践。党和国家针对“五位一体”的总体布局对建设美丽中国做出了战略部署,国家主席习近平在全国生态环境保护大会上进一步提出了美丽中国建设的“时间表”和“路线图”。但目前对美丽中国建设的理论基础、评估指标体系、评估标准及建设成效等问题并不清晰。本文从广义和狭义视角提出了美丽中国建设的基本内涵,将人地和谐共生论、五维一体美丽论作为美丽中国建设的核心理论基础,进一步构建了包括生态环境、绿色发展、社会和谐、体制完善、文化传承等5个维度的美丽中国建设评估指标体系,运用联合国人类发展指数(HDI)测评方法,对2016年中国341个地级市(州)的美丽中国建设成效进行了科学评估。结果显示,美丽中国建设的综合美丽指数(中科美丽指数)平均值为0.28,总体处于偏低水平,生态环境美丽指数、绿色发展美丽指数、社会和谐美丽指数、体制完善美丽指数和文化传承美丽指数分别为0.6、0.22、0.29、0.22和0.07,分项指数值均较低,且地域发展差异较大,说明美丽中国建设进程总体缓慢且不平衡。为了高质量、高标准地贯彻落实美丽中国建设的“时间表”和“路线图”,建议构建并发布通用的美丽中国建设进程评估体系,对美丽中国建设进程开展动态监测与阶段性综合评估,编制并发布美丽中国建设评估技术标准,做好美丽中国建设综合区划,分区域因地制宜地开展美丽中国样板区建设试点,并把美丽中国建设成效纳入各级政府考核指标。
中国特色新型城镇化理论内涵的认知与建构

改革开放以来,中国快速城镇化既推动经济社会大发展,也面临巨大挑战。跨学科视野下,围绕城镇化问题的争论和持续研究对国家新型城镇化规划产生重要影响,也标志着中国城镇化方向的重大调整。但对中国特色新型城镇化的科学认知和理论挖掘仍不充分。本文归纳了中国城镇化发展的简要历程,指出半城镇化、特殊国情、复杂因素及治理体系交织的中国城镇化特征,阐明了中国城镇化对世界的巨大贡献,论述作为最显著的人文空间过程的城镇化对人文与经济地理学的学科意义,并解读了新型城镇化认知与建构的4个方面理论内涵:人本性、协同性、包容性和可持续性。伴随结构主义向人本主义发展理念的转变,新型城镇化应逐步实现从“人口城镇化”到“人的城镇化”的转变,其中有6个关键议题:人的城镇化与基本公共服务均等化、城镇化城乡综合过程与协同研究、资源环境承载与气候变化适应下的城镇化、多样化区域模式、城镇化人文社会空间效应及机制、大数据与技术方法创新。本文尝试构建中国特色的新型城镇化理论内涵的认知框架,以期为新型城镇化理论研究和政策实践提供借鉴。
基于空间面板计量模型的雾霾对中国城市旅游流影响的空间效应

以中国342个市域单元为研究对象,借助双变量LISA模型、空间面板杜宾模型等方法,探究了1998-2016年雾霾与中国城市旅游流的空间关联特征,分析了雾霾对旅游流的影响及其空间溢出效应。结果表明,在中国雾霾PM_(2.5)与城市旅游流有东高西低的分布特点,在胡焕庸线两侧的空间分布呈现出与地形和城市发展等因素的空间耦合性;雾霾与城市旅游流(含国内和入境旅游流)均表现出显著的空间集聚和空间依赖特征,雾霾污染对旅游流产生明显的影响并形成相应的空间效应;雾霾对旅游流的抑制区域在不断扩大,H-L型城市数量的增加、L-H型集聚区的片状扩张和华北、华中地区的L-H型集聚的“空心化”现象均表明旅游流具有低雾霾指向性;雾霾污染与旅游流的倒“U”型曲线关系表明经典的EKC假说对中国城市旅游流同样适用,且雾霾污染的显著负向影响主要存在于入境旅游方面;雾霾和旅游流均具有明显的正向空间溢出效应,将雾霾治理同经济发展、对外联系、旅游开发、生态保护和交通建设等因素结合起来进行综合治理,才能为旅游发展创造美好的环境,实现国际、国内旅游健康、协调、可持续的高质量发展。
基于EEMD-SVD-PE的轨道波磨趋势项提取

钢轨波磨检测是保障行车安全的重要手段,针对复杂钢轨线路波磨数据中的轨道起伏趋势提取问题,提出了一种基于排列组合熵(Permutation Entropy,PE)选取低复杂度奇异值分量重构趋势的EEMD-SVD信号去趋方法.相比已有的经验模式分解去趋算法,该方法考虑到原始IMF可能存在的信号成分混杂问题(如含有白噪声与信号的低频成分),首次提出通过奇异值分解来精确提取隐藏在多维IMF矩阵中的趋势项成分作为奇异值分量.由于协方差矩阵构建的奇异值分量排列时只考虑了能量的分布而未考虑趋势项信号低复杂度、高幅的特点,使用排列组合熵来选出符合趋势项特征的奇异值分量,最后对满足要求的奇异值分量进行重建得到最终的趋势项.为验证本文方法的有效性,分别进行了数字仿真和实际钢轨波磨数据去趋实验.数字仿真实验结果表明该方法整体去趋性能优于低通滤波法、与EMD结合的线性规划法和小波分解法,尤其在多信噪比的仿真实验中,当信噪比较低时,提趋准确率最大提高约30%.同时,实际钢轨波磨数据去趋实验说明本文方法能够适用于钢轨波磨检测.
一种招投标机制的多星自主协同任务规划方法

针对多星自主协同遥感背景下非预期任务的快速响应问题,考虑到星上计算资源有限、计算能力较弱等特点,为寻找一种满足星上自主任务规划能力需求的优化算法,提升遥感卫星星群在非预期情况下的快速响应能力,通过多星自主协同规划问题建模、算法设计和仿真分析等模型及算法研究,提出了一种基于招投标机制的自主任务规划方法.该方法首先针对多星自主协同任务规划问题,构建了星上自主任务规划的数学模型,进而在问题求解过程中将一次完整的任务规划合理分解为招标、投标和评标3个过程,并详细设计了求解流程及相应的约束检验规则,由此得到基于招投标机制的多星自主协同任务规划求解算法.该方法与常用智能优化方法相比,能够显著降低计算量,更加适应星上紧张的计算资源约束.通过仿真算例结果表明,针对典型的非预期任务,算法平均仿真运行时间约为1 s,能够在40 s内完成对非预期任务的响应,并且充分保证了原规划任务的完成率,基于此验证了该方法的有效性与正确性.
电除尘器内电流体动力学二次流与荷电粒子耦合作用的数值模拟

为分析电流体动力学(electrohydrodynamic,EHD)流动与荷电气溶胶粒子间的相互作用,给出了线板式电除尘器内关于EHD和带电粒子运动学的耦合数值模型。该模型采用有限体积法离散求解电场、空间电荷和带电粒子对流扩散方程,并与FLUENT湍流模型连接耦合。利用这一模型,对2种电场风速下线板式电除尘器内电风作用前后的气流流动形态与带电粒子运动行为进行了细致模拟,并用电流体 Reynolds数NEHD分析了二次流动对气流、粒子浓度分布及粒子除尘效率的影响。结果表明,电风二次流动主要通过改变气流速度和湍流度分布来影响粒子向下游区域的对流输运过程。电风效应对粒子的除尘效率存在负面影响,其中对粒径小的粒子更为显著。但随着电场风速或粒子粒径的增加,电风二次流动对带电粒子的作用会逐渐变弱。考虑实际运行电除尘器的电场风速有效范围,这一负面影响最大可使粒径小于1.0 μm粒子的捕集效率降低4%。
交流径向-轴向六极混合磁轴承结构及其悬浮力特性分析

为降低三极混合磁轴承径向悬浮力的非线性并进一步降低磁轴承的功耗和成本,提出一种交流径向-轴向六极混合磁轴承。首先介绍交流径向-轴向六极混合磁轴承的结构和工作原理,推导其径向、轴向悬浮力的数学模型;其次,根据数学模型重点分析径向悬浮力线性度及耦合特性,利用有限元分析软件分别对其径向、轴向悬浮力进行仿真分析验证,并与三极混合磁轴承作相关参数对比。最后构建实验平台进行悬浮和扰动测试。研究结果表明:交流径向-轴向六极混合磁轴承径向悬浮力模型可等效为线性模型;轴向位移产生的磁阻力能将转子稳定悬浮于轴向平衡位置。
电动汽车用转子永磁型无刷电机与控制系统容错技术综述

转子永磁型无刷电机具有效率高、功率密度高、控制灵活等特点,在电动汽车领域得到广泛应用。电动汽车对电机驱动系统可靠性有很高的要求,容错技术是提高电机驱动系统可靠性的重要途径。从电机结构容错设计和容错控制策略两方面对转子永磁型无刷电机系统容错技术进行系统地阐述和分析。在电机设计方面,通过电机的相间隔离设计和增加辅助励磁源设计来分析电机绕组故障与永磁体退磁故障容错技术;在电机控制方面,采用相应的容错控制策略来讨论电机绕组故障和永磁体退磁故障以及电机驱动系统中逆变器故障容错技术。最后,指出目前容错技术存在的主要问题以及未来发展方向,为电动汽车用电机驱动系统容错技术研究工作的进一步开展提供了参考。
一种针对数字控制下光伏并网逆变器的陷波器滞后补偿方法

由于数字控制中存在着延时环节和零阶保持器环节,使得光伏并网逆变器的运行极易发生不稳定的状况。为了研究数字控制下光伏并网逆变器的稳定性问题,首先针对逆变器建立了z域模型,并推导了其z域传递函数,然后通过严格的数学推证发现当逆变器谐振角频率ωres=π/(3Tsa)时,系统存在的两个开环不稳定极点和一次穿越-π线之间的矛盾导致了逆变器的谐振角频率在此点必不能稳定,同时指出了当逆变器的谐振角频率Eres在π/(3Tsa)附近处时系统亦难以稳定。针对此种情况,提出一种陷波器滞后补偿策略,在讨论了数字控制下陷波器特性和离散方法后,给出了滞后补偿的设计思路和方法。根据前述思路与方法搭建了一台功率为6.6kW的三相光伏并网逆变器,实验结果表明此方法简单有效,能够使逆变器在其谐振角频率ωres位于π/(3Tsa)及其附近处时皆能保持稳定状态,验证了理论分析的准确性。
一种适用于级联H桥储能变换器的相内功率分配控制策略

基于级联H桥变换器的电池储能系统,需要对电池单元的SOC状态进行均衡控制。其本质是对级联H桥相内各级输出功率的不均衡分配控制。然而,基于载波移相调制(carrier phase-shift sPWM,CPS-SPWM)技术的相内功率不均衡分配控制会导致输出电压的谐波畸变,而且它对不均衡功率分配的控制能力较低。为了解决这些问题,提出一种新型灵活的相内功率分配控制策略(flexible power distribution control,FPDC)。FPDC策略能够完全弥补CPS技术的缺点。它实时计算各个单元的平均传输功率,并根据实际功率与参考功率的误差来决定各单元的开关动作行为。然后,理论研究了FPDC策略在功率不均衡分配极限情况下各级输出电压的分布规律,并据此推导了功率极限值的解析计算方法。通过对各级功率参考的实时限制来确保变换器的稳定运行。最后,通过仿真和实验验证了FPDC策略对相内各级功率分配的优秀控制能力和控制效果。
考虑地理分散的数据中心服务器频率调节的电网降损模型

当前,数据中心能耗得到日益广泛的关注。电力网络和数据网络通过数据中心而紧密相关。为了挖掘电力市场环境下数据中心用电作为一种体量大的电力负荷参与电网运行、改善电网运行状态的潜力,首先分析以数据网络负载迁移替代电能转移的现实依据,然后以电网网损最低为目标,对数据中心间网络负载的分配进行研究。基于服务器CPU的工作状态,建立数据中心用电负荷的模型,并给出处理网络负载需遵循的服务质量约束。在IEEE-30节点系统中,利用基于自然选择的粒子群算法对算例进行求解与分析,验证了所提想法的可行性,并分析了网络负载响应时间约束等因素对结果的影响。
一种新型混合式直流故障限流器拓扑

直流故障限流器对柔性直流电网的安全稳定运行具有重要意义。该文提出一种通态损耗低、主限流电路采用晶闸管器件、可在直流断路器(DC circuit breaker,DCCB)断路时将限流电感快速旁路的混合式直流限流器拓扑。分阶段对新型拓扑的限流过程进行理论解析,分析电压应力、限流时间与限流器参数的关系,给出限流器参数设计方法。提出在断路时限流电感快速旁路方法,并对由此减少的DCCB耗能进行理论计算。分别在单端换流站和直流电网中验证所提出限流器动态特性分段解析方法的正确性,同时仿真结果表明,所提出的限流器能有效限制直流故障电流的上升率,并可以大幅降低断路器切断过程中的能量耗散。
考虑天然气N-1的多能流系统静态安全耦合分析

以综合能源系统为代表的多能流系统是推动低碳高能效能源转型的主要措施,但多种能流系统联合运行所带来的安全问题也不容忽视。该文针对多能流系统的静态安全问题,提出以天然气N-1事故作为预想事故集,研究适用于多能流系统的静态安全耦合分析理论和方法。提出考虑天然气管道 N-1开断的预想事故集,并结合牛顿拉夫逊算法对开断事故进行模拟;利用标准矩阵模型分析能量枢纽在故障跨能流传播中起到的耦合机理;在静态安全耦合分析中以状态转移过程描述天然气管网的动态特性,评价故障的严重性,实现对关键事故和脆弱部位的识别。算例结果验证了所提理论和方法是正确有效的。
基于高维随机矩阵理论的电网薄弱点评估方法

电网薄弱节点的识别是电力系统安全稳定分析领域的重要内容之一。为了准确辨识电网薄弱环节,从数据驱动的角度出发,提出一种综合高维随机矩阵理论及熵理论的评估方法。分析利用电网实时数据构成高维随机矩阵的处理方法,将随机矩阵理论的统计规律映射到电网实际的运行状态,最后综合随机矩阵理论中M-P定理(The Marcenko-Pastur Law)、圆环率、线性特征值统计量及熵理论评估电网受扰后的脆弱性,构造了电网薄弱点判断指标。该方法不需要识别系统结构,避免了对系统的建模过程,且准确性较现有文献有所提升。通过IEEE39节点系统的仿真结果,验证了所提识别方法的有效性。
基于DAB直流变压器的多电压等级交直流混合配电网故障特性分析

双主动全桥(dual active bridge,DAB)直流变压器能够通过直流线路互联多个电压等级的交流配电网形成交直流混合配电网,该系统的故障类型多样,故障特性复杂,该文对其故障特性进行详细研究。分析该系统发生交流网侧单相接地故障、交流阀侧单相接地故障以及直流母线单极接地故障后的故障特性,研究换流站直流侧电容中点采用直接接地和高阻接地两种接地方式的系统中,DAB对系统故障特性的影响。探究发生上述故障后,系统交流侧和直流侧的相互影响,并进行详细对比分析,提出含DAB系统的故障分析方法。最后,通过Matlab仿真平台对上述分析进行仿真验证,指出DAB对直流侧电容中点直接接地系统故障特性的影响更突出,且DAB能够隔离交直流侧故障的相互影响,为交直流混合配电网接地方式的选择、保护系统的设计等提供理论依据。
虚拟同步发电机接入弱电网的序阻抗建模与稳定性分析

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)按照控制方法的不同可分为电压控制型和电流控制型VSG。首先,采用谐波线性化方法建立电压控制型VSG和电流控制型VSG的小信号序阻抗模型,对比分析这两种不同类型VSG的序阻抗特性。电压控制型VSG的序阻抗基本呈感性,与电网的阻抗特性基本一致;而电流控制型VSG的序阻抗在中频段显负阻性,且阻抗幅值非常小。基于所建序阻抗模型和Nyquist稳定判据分析电网强弱、VSG并网台数和锁相环带宽对两种不同类型VSG并网系统稳定性的影响。稳定性分析结果表明:电流控制型VSG接入电网容易发生谐波振荡问题,而电压控制型VSG并网系统在弱电网或者高渗透率新能源发电下依旧可以稳定运行且无锁相环的约束。因此,从系统稳定性的角度来说,电压控制型VSG比电流控制型VSG更适合应用于新能源并网发电中。实验验证了该文分析的正确性。
计及燃料电池热-电综合利用的能源网日前调度优化策略

为解决风电消纳的问题,从优化热电耦合、提升能源网调节能力的角度出发,提出基于氢燃料电池(hydrogen fuel cell,HFC)储能系统的能源网综合调度优化策略。首先建立精确的HFC热、电产出模型,分析其在不同氢气输入量下的热电产出特性。在此基础上,以能源网运行成本最小化为目标对网内热电联产机组、纯凝机组、HFC、风电及制氢设备进行日调度经济性优化。仿真结果表明,考虑HFC热电联产特性可制定出更为精准、灵活、经济的调度运行策略,在“变废为宝”的同时,缓解了热电联产机组“以热定电”的机组特性限制,降低了系统“弃风”,提高了能源网整体的运行经济性。该文为含风电场、热电联产机组、纯凝机组、 HFC的能源网的经济运行策略制定提供了一个全新的视角。
小增益闭环系统稳定性分析方法及其在含并网VSC电力系统中的应用

该文首先采用小增益闭环系统模型描述并网电压源型变换器(voltage source converter,VSC)与交流电力系统间的动态交互特性,建立含并网VSC的交直流混联电力系统线性化模型,提出适用于分析并网VSC的小增益闭环系统稳定性分析方法。采用泰勒定理证明在一般情况下,并网VSC与交流电力系统间呈现弱动态交互特性,但是当并网VSC控制环节的开环模式与交流电力系统的开环模式接近时,其对应的闭环振荡模式将会在复平面上发生排斥现象,并在2个开环模式距离最近时达到排斥峰值。以含并网VSC的3机9节点电力系统为例,采用模式分析法和时域仿真法,验证VSC引起次同步振荡的机理分析过程,刻画能够保证系统稳定运行的VSC控制参数范围,展现小增益闭环系统稳定性分析方法在含并网VSC电力系统中应用的有效性和准确性。
交流电力网络源流电气关系新解

电力市场环境下,正确分析各市场主体通过电力网络源流电气量的相互交换所发生的具体关系,是客观公正评估若干与电能交易相关的经济流与环境流问题的基础。传统基于平均值含义的相量形式分析源流电气关系的方法,普遍受有功无功量非线性耦合的困扰,难以取得理论突破。文中从无此困扰的瞬时值形式出发,对交流电力网络源流电气关系展开新的探析。首先,从瞬时潮流演变角度,分析电源、负荷、支路、节点等网络单元均具有源-荷二重性,由电流形成基本条件,论证节点瞬时电流比例共享原则的成立性。基于此,提出计算工频整周期内源流电气成分及其份额(electrical share,ES)系数的方法:1)建立特殊关联矩阵计算不同源流间的瞬时电流分配关系;2)借助节点瞬时电压进一步计算不同源流间的瞬时功率分配关系;3)通过工频整周期的积分,获得源流电能分配关系及源流间的ES系数。最后,通过算例,说明方法的正确性。
考虑LCA能源链与碳交易机制的综合能源系统低碳经济运行及能效分析

随着新能源利用技术的不断推进,为充分发挥综合能源系统(integrated energy systems,IES)的经济-环境效益,低碳发展理念可以引导IES由高排放能源消耗转向低排放能源消耗。但是由于IES具有能源多样性和不同能源链迁移转化过程的复杂性,无法准确分析IES的总碳排放,进而难以使IES参与碳交易市场。研究针对含气电热负荷需求的IES,运用生命周期分析(life cycle assessment,LCA)方法,分析 IES中不同能源链(energy chain,EC)迁移转化过程产生的碳排放,求得归一计量后的碳排放系数。将其与碳交易机制模型联合引入IES经济运行的决策指标中。在保证系统负荷需求的同时,将IES分为离网型与并网型2种场景,对比讨论不同碳交易价格对系统运行状态、运行成本、碳排放量的影响,并通过改进能效分析方法对2种场景下IES的节能情况和综合能源利用率进行定量分析。结果表明,合理的规划碳市场可以有效促进IES低碳化发展。该文也为IES低碳化建模以及碳排放计量提供了分析方法。
实用化的辐射状配电线路单相接地行波保护方案

针对中性点非有效接地系统中的辐射状配电线路,提出一种可以可靠、有选择性地切除单相接地故障的保护方案。该保护方案可以有效区分故障区段,不需要通信通道便能从故障线路两端切除单相接地故障。单相接地故障发生后,继电器首先基于电压电流初始行波极性比较并结合系统潮流方向判断故障方向,故障电源侧的继电器将基于阶梯型配合的时间延时等待动作,故障负荷侧的继电器将在规定时间段内检测三相工频电气量的变化,当时间延时最短的故障电源侧继电器控制断路器跳闸后,其对端的故障负荷侧继电器将利用感受到的工频电气量的变化来控制断路器跳闸。对一个典型的中性点非有效接地的开环系统的大量EMTP仿真研究表明:该保护能够准确可靠地检测到单相接地故障,并从故障线路两端切除单相接地故障。
计及风速时空相关性的含风电场系统ATC计算

建立考虑风速时空相关性的基于最优潮流(optimal power flow,OPF)的含风电系统可用输电能力计算模型.计算具有时空相关性的风速预测误差,将预测误差与风速预测值叠加得到具有时空相关性的风速预测值;同时考虑风速时空相关性与负荷波动性,采用原对偶内点法对基于最优潮流的ATC模型进行优化求解.在不同场景下,对含风电场的改进IEEE-39节点系统进行仿真,验证模型的准确性,为电力系统安全稳定运行和风电并网系统的规划提供参考依据.
孤岛微电网高频和低频稳定性关联研究

针对采用下垂控制策略的孤岛微电网中高频和低频稳定性关联问题进行研究.首先进行逆变器建模,通过基于阻抗的Nyquist稳定判据判断系统的高频稳定性.然后经过公式推导发现系统中存在的高频谐波会在功率计算中产生偏差,进而影响系统的低频稳定性.其次通过改变电压电流环控制参数或添加输出电流前馈控制方案去除高频谐波,同时达到改善低频稳定性的效果.最后,仿真和实验结果证明上述分析的正确性.
NNPC四电平逆变器共模电压抑制技术研究

针对嵌套式中点钳位NNPC四电平逆变器提出一种减小共模电压的载波调制策略.与传统四电平正弦脉宽调制(SPWM)相比,提出的调制策略只采用2个三角载波可将共模电压减小到直流母线电压的1/18,同时具有电容电压平衡能力.最后对传统调制方案和该文提出的调制方案进行稳态和暂态测试,结果验证提出的方案的有效性.
基于混合储能的直流母线电压有限时间无源控制方法

为提高直流微网中母线电压稳定速度,增强抗干扰性,结合有限时间控制理论和无源控制理论,提出一种新的基于混合储能直流母线电压有限时间无源控制方法.针对无源控制中渐近收敛问题,运用有限时间控制理论,引入最终吸引子,改进渐近收敛性能为有限时间收敛;基于混合储能系统数学模型,设计混合储能系统的有限时间无源控制器;以独立光伏发电系统为例,搭建系统仿真平台,同时为了对比控制性能,给出混合储能系统的无源控制器.仿真结果表明,所提出的方法使直流母线电压在光照强度、负荷变化的情况下具有更快的收敛性能和更强的抗干扰性.
并网逆变器二自由度控制策略研究

为应对新能源分布式发电系统接入所致的电网阻抗变化对并网逆变器稳定运行的影响,提高其应对电网变化的能力,提出含电网阻抗估测的并网逆变器二自由度控制策略.首先构建含电网阻抗的并网逆变器模型,研究电网阻抗变化所致的阻抗失配对并网系统稳定性的影响;其次提出一种可独立调整跟随控制和抗扰控制的二自由度控制策略,设计出跟随控制器及抗扰控制器,采用非特征次谐波注入法实时估测电网阻抗,给出含电网阻抗检测的完整二自由度控制方案;最后进行仿真研究和实验验证.结果表明:所提二自由度控制策略具有同时兼顾电流快速跟随和抗电网阻抗扰动能力,可有效提高并网逆变器的稳定性.
电、煤锅炉联合供暖消纳弃风策略及效益分析

针对当前中国“三北”地区风电大规模快速发展而存在的大量弃风问题,研究基于电储热锅炉和燃煤锅炉联合供暖的弃风消纳策略,并建立起综合效益分析模型.根据电网运行管理部门的风电出力与负荷预测数据,建立特定时间段内弃风电量计算模型,并在此基础上研究电储热锅炉利用弃风电量储热、放热的“电-热”能量转换模型,提出利用弃风电量替代燃煤锅炉进行供暖的调度策略.根据热网所需总热量及电储热锅炉调度策略,研究燃煤锅炉最佳节煤运行方式,进一步提出电、煤锅炉联合供暖消纳弃风协调调度控制策略.研究电储热锅炉所消纳弃风电量与同等热量下燃煤锅炉煤耗间换算模型,建立电、热锅炉联合消纳弃风的综合效益分析模型.以风电供暖工程实例进行的仿真分析表明,该文提出的电、煤锅炉联合供暖消纳弃风策略可有效提高弃风消纳能力,同时能大幅减少燃煤锅炉煤耗,提升经济和环境效益.
纺织智能制造标准体系架构研究与实现

纺织智能制造标准体系架构的建立,有助于纺织生产过程中生产设备、系统集成、生产执行和成品流通智能化改造的快速铺开,具有重要的意义。为此,在深入分析纺织智能制造共性技术和标准化需求的基础上,设计纺织智能制造标准体系架构,包括共性技术与标准、关键技术标准和纺织智能制造新模式。关键技术标准中,智能车间与工厂是实现纺织智能制造的关键,进一步考虑纺织产品生命全周期,从纺织工厂资源要素、系统集成、互联互通、信息融合、制造执行与运营分析等方面构建纺织智能制造工厂架构。最后以上海某针织面料生产企业为例,构建包括针织面料生产全流程规范、生产装备互联互通网络架构、数据结构规范和织造染整管控4个层次的针织生产智能管控标准架构,并对设备实时监控与异常侦测、纺织工艺质量分析与工艺优化、纺织全流程生产计划与调度典型应用场景流程进行分析。
低温热水辐射地板稳定升温计算模型

针对地板稳定升温过程,根据热平衡原理建立地板升温计算模型,给出地板升温表达式,利用该式可方便快捷地预测地板升温时间及地板终值温度.为验证方程有效性,通过改变供水温度、管间距、初始温度条件,将地板升温测试数据与方程计算结果进行比较,显示两者最大误差为5.8%,因此可将该模型用于实际;同时实测与计算结果一致显示地板升温过程为指数变化规律.
基于粒子散射的太阳光谱选择性吸收涂层

为研究金属陶瓷中金属粒子散射造成的选择性吸收,将通过Mie散射理论求出的辐射特性参数代入蒙特卡洛光线追迹算法中,模拟研究不同金属颗粒对选择性吸收的影响.以Al_2O_3为陶瓷相,以半径为10~200 nm的Cr、 W颗粒为金属相的金属陶瓷.利用散射参数随金属颗粒尺寸的变化,通过不同金属颗粒大小的匹配设计一种双层结构的金属陶瓷涂层.模拟结果表明其太阳能吸收率大于95 %,600 ℃下热辐射发射率为26 %,400倍聚光条件下光热转换效率超过93 %.
多能互补型农业废弃物厌氧发酵系统能量流动过程研究

主要研究多能互补型农业废弃物厌氧发酵系统的能量流动过程特征及其影响因素之间的相关关系,依据太阳能、生物能及余热能等多能互补原理将整个农业废弃物厌氧发酵系统装置建在太阳能温室内,优化农业废弃物厌氧发酵系统的高效低耗保温技术.实验研究结果表明,通过温室能量流动过程的分析和计算,沼气排出带走的热量是造成热量流失的主要部分,占总热损失的43.09%,污水排放携带走的热量次之,占总热损失的36.05%,地面传热造成的热损最少,占总热损失的0.59%,旨在为提高多能互补型农业废弃物厌氧发酵系统高效低耗稳定运行性及其经济环境效益,对进一步完善农业废弃物多联产资源化理论与技术具有重要的科学意义.
考虑温度影响的水下井口疲劳损伤计算方法

水下井口系统与隔水管系统共同构成连接平台与地下油藏的通道。钻井、完井、修井作业过程中泥浆循环导致井筒温度发生变化,并且平台运动、波浪等产生的循环动载荷通过隔水管作用于水下井口,造成水下井口疲劳损伤。首先建立深水井筒温度场计算模型,将温度场计算得到的井筒温度分布施加于水下井口精细有限元模型,采用局部等效方法得到水下井口的等效梁模型,把等效梁模型作为子模型代入隔水管-井口耦合模型中进行水下井口动态响应和疲劳损伤计算,研究泥浆循环作业过程中井筒温度对水下井口疲劳热点处疲劳损伤的影响,并研究不同水泥环返高对水下井口疲劳损伤的影响。结果表明,对于水泥环返高无缺陷的水下井口,50h内不考虑温度影响时最大疲劳损伤发生在导管接头处,其值为1.00×10~(-2);考虑温度影响时最大疲劳损伤发生在套管接头处,其值为3.59×10~(-2)。当水泥环返高缺陷分别为-2m和-5m时,与水泥环返高无缺陷相比,套管(接头和焊缝)的疲劳损伤减小,而导管(接头和焊缝)的疲劳损伤增加,最大损伤均发生在套管接头处,其值分别为3.55×10~(-2)和3.48×10~(-2)。
高频磁耦合有缆钻杆信道的联合仿真设计

为了延长高频磁耦合有缆钻杆的无中继传输距离,使用电磁结构仿真与线性仿真的联合仿真技术对信道建模并仿真。高频磁耦合有缆钻杆信道是重复的基本单元的级联,基本单元包含磁耦合线圈副与同轴电缆。对磁耦合线圈副,电路理论建模需要通过测量样品等得到元件参数,有些参数不易测量,有些结构及材料参数不易体现在模型中,而电磁结构仿真能够解决这些问题。对于同轴电缆这类大尺寸模型,电磁结构仿真耗时长,使用线性仿真可以保证仿真精度、缩短仿真时间。联合仿真技术弥补了单一仿真的缺陷,经实验验证,仿真结果与实际测量结果一致。通过联合仿真研究了基本单元级联数量、有缆钻杆尺寸、铁氧体磁芯磁导率及隔离隙等对谐振峰载波频点和衰减的影响,完成了高频磁耦合有缆钻杆信道的阻抗匹配和优化设计,使无中继传输距离达到了300m以上,有效减少了中继器的使用数量,在降低成本的同时提高了信道可靠性,并完成了现场试验。
基于低场核磁共振技术的黏土表面水化水定量测试与分析

黏土矿物的水化类型及水化程度研究是目前水基钻井液优快钻进泥页岩地层的重点与难点之一。应用等温吸附实验及黏土层间距变化规律,确定了黏土不同类型水化水的相对平衡压界限;基于低场核磁共振T_2弛豫谱与水分子运动性关系、黏土层间距变化与水化水分子直径的相对关系,确定了T_2值范围所对应的黏土水化类型;根据T_2信号幅值与水分子氢质子数呈正比的原理,建立了T_2值与黏土水含量标准曲线,确定了T_2信号幅度与黏土含水量的定量关系。实验结果表明,经3500r/min、离心10min的饱水钠膨润土的表面水化水、渗透水化水、自由水对应的T_2值范围分别为8.91~73.17μs,0.97~10.23ms,>71.49ms;上述钠膨润土的表面水化水、渗透水化水、自由水的质量含量比例分别为9.62%、61.49%、28.88%。
涪陵页岩气田平桥区块页岩气储层有机质孔发育特征

涪陵页岩气田二期产建区的平桥区块上奥陶统五峰组和下志留统龙马溪组一段(龙一段)海相富有机质页岩中纳米级有机质孔较发育,是页岩气储层的重要孔隙类型。利用氩离子抛光-场发射扫描电镜(FE-SEM)技术和Image-Pro Plus统计软件以及气体物理吸附实验,对平桥区块JY-B井五峰组和龙一段不同小层的14块页岩岩心样品进行了有机质孔形状、数量、孔径分布的观察和统计,并对有机质面孔率进行了计算。利用FE-SEM观察发现五峰组页岩样品有机质孔形状以边缘收缩的多角形为主,龙一段下部页岩样品有机质孔形状多呈不规则椭圆形和近圆形,龙一段上部页岩有机质孔多呈压扁状椭圆形、不规则近圆形和长条形;页岩样品中有机质孔的孔径主要为5~600nm,有机质孔的主体孔径在5~30nm,龙一段页岩样品孔径在100~600nm的有机质孔数量相对较多;五峰组(1小层)和龙一段下部3小层页岩样品平均单颗粒有机质面孔率相对最大,其次是龙一段上部7和8小层;五峰组和龙一段下部与上部页岩样品有机质面孔率与TOC具有不同的正相关关系。采用气体吸附实验得到页岩样品中0.3~10nm孔隙的累积孔容与TOC呈良好的线性正相关关系,表明这部分孔隙中的有机质孔占有重要地位。3套页岩层段有机质孔发育特征及差异性与页岩有机碳含量、矿物组成和构造挤压改造等因素有关。
安岳气田震旦系、寒武系气藏成藏条件及勘探开发关键技术

四川盆地震旦系-下古生界的勘探可追溯至20世纪50年代中期,其勘探过程曲折,对勘探经验进行总结可以为四川盆地深层碳酸盐岩油气勘探提供借鉴。安岳特大型气田成藏主要受德阳-安岳台内裂陷和川中古隆起共同控制;台内裂陷控制规模生烃中心和高效成藏组合,安岳特大型气田具有近源成藏的特征;台内裂陷边缘带、古隆起高部位控制储层发育,有利相带大面积分布,叠加古岩溶作用改造,储层规模分布;台内裂陷、古隆起联合控制规模圈闭的形成和油气富集。气田主力层系龙王庙组、灯影组四段、灯影组二段气藏特征和成藏主控因素有显著差异。龙王庙组气藏属构造背景下的岩性气藏,继承性发育的古隆起是储层形成、油气聚集成藏的关键。灯影组四段气藏主要受大型构造-地层复合圈闭控制,灯影组二段气藏为构造圈闭气藏。灯影组大气田分布受台内裂陷和古侵蚀面控制下的烃储近源匹配和上倾方向的地层封堵控制。针对安岳气田勘探开发形成了储层地震精细描述技术、气层测井精细评价技术、复杂地层快速钻井技术、高温高压气层改造技术等配套技术系列。技术的进步为特大型气田高效勘探、开发提供了有力的技术保障。
鄂尔多斯盆地西南部延长组长8油层组层序地层特征及沉积充填模式

综合鄂尔多斯盆地西南部延长组长8油层组的野外露头、岩心、测井、地震以及分析测试资料,研究了长8油层组的层序地层格架、沉积特征、沉积充填的空间展布及层序控制下的沉积演化模式。结果表明,长8油层组主要发育在长7油层组-长8油层组层序的低位体系域,进一步可划分为6个准层序组,15个准层序。层序地层对比表明,长8油层组在空间上分布稳定,无明显厚度变化,地形起伏较小,发育湖盆边缘缓坡层序构成样式。沉积砂体的成分成熟度和结构成熟度较低,粒度结构具有二段性,为快速堆积产物并发育波浪改造的沉积构造,具有牵引流色彩的密度流沉积特征,沉积中可见浅水虫孔、植物根迹等,总体指示浅水三角洲环境。沉积物具有受季节性气候变化控制的多期洪泛密度流沉积特征。沉积充填的垂向、剖面和平面展布特征显示,在坡缓、浅水和快速堆积的环境下,三角洲前缘区水道在前缘区频繁分叉改道,从而形成网结化前缘分布样式。其中,在长8油层组沉积早期为三角洲主建设进积时期,水道限定性强,河道砂坝广泛垂向叠置;在长8油层组沉积晚期,在湖平面上升的背景下,物源供给能力减弱,研究区内三角洲河流建设作用弱化,水下分流河道、河口坝受较强地改造,沉积物粒度变细,砂体的横向片状展布性增强,以加积作用、进积作用为主。整体上,长8油层组记录了一套完整的水退到水进的陆相湖盆低位充填序列。
基于参数优化AdaBoost算法的酸性火山岩岩性分类

岩性识别是火山岩油气藏勘探的基础,为提高长岭气田火山岩岩性识别的准确率,采用决策树、支持向量机、逻辑回归、AdaBoost-决策树、AdaBoost-支持向量机和AdaBoost-逻辑回归6种算法,对研究区酸性火山岩岩性进行分类与识别。通过分析研究区火山岩不同岩性的测井响应特征,选取了对火山岩岩性、组构和孔隙结构反应灵敏的12种岩石物理测井参数作为分类特征量。选择3口井中岩心分析和岩矿录井资料完整的7150个测井数据作为数据集,并从中随机选取70%的数据作为训练集建立岩性识别模型,剩余30%的数据作为测试集。对6种算法建立的模型通过交叉验证进行参数优化及模型评价,对比不同算法与录井剖面的结果表明,AdaBoost-决策树算法可作为长岭气田利用常规测井资料识别火山岩岩性的有效手段,准确率可达90%以上。
柴达木盆地英西地区下干柴沟组上段超压孔缝型储层特征及形成机理

柴达木盆地英西地区深层的油气勘探在下干柴沟组上段取得重大突破,获得了一批中-高产井,发现了特殊的咸化湖盆超压孔缝型储层。通过岩心和薄片观察,结合扫描电镜和孔、渗资料的统计与分析,系统总结了超压孔缝型储层的特征。超压孔缝型储层的主要储集空间为基质微孔和残余孔洞,而不同级别的网状裂缝作为输导通道,将普遍发育的基质微孔连通起来,形成孔-洞-缝三位一体的储集-输导体系。裂缝和残余孔洞是初期高产的关键因素,而普遍发育的基质微孔是稳产的基础条件。英西地区下干柴沟组上段超压孔缝型储层的发育受沉积作用、成岩演化、构造运动和流体活动的综合控制。沉积-准同生期的成岩环境控制了基质孔隙的发育,其中,准同生白云石化作用形成的大量晶间孔不仅是重要的储集空间,还为后期溶蚀改造提供了基础条件;构造-压力耦合控制了裂缝体系发育,目的层段受快速沉降-沉积、长期构造活动和良好的盐层封盖等因素的综合影响形成异常高压,并在构造应力诱导下形成网状裂缝体系;流体-岩石相互作用控制了溶蚀作用的发生,受其影响,英西地区下干柴沟组上段作为柴达木盆地西部最好的烃源岩之一,在达到生、排烃高峰后,排出的酸性流体可改善储层的物性,增加基质微孔的有效性和连通性。
兼顾几何连通性与名称一致性的城市道路实体构建

提出了一种兼顾几何连通性与名称一致性的实体化构建方法。首先,对城市道路的实体化原则进行描述;其次,提出基于反比例函数的归一化的几何连通度度量方法,以及基于语义切分的名称匹配度度量方法;最后,通过路口提取、综合匹配度计算、路段匹配、路段连接及借道处理等步骤,实现完整的城市道路实体化构建流程。以郑州市主城区为试验区域进行具体构建试验,验证了本方法的准确性。试验结果表明,利用本文提出的算法进行实体化匹配的总体准确率为99.89%。
结合面向对象和深度特征的高分影像树种分类

针对传统手工提取特征方法需要专业领域知识,提取高质量特征困难的问题,将深度迁移学习技术引入到高分影像树种分类中,提出一种结合面向对象和深度特征的高分影像树种分类方法。为了获取树种的精确边界,该方法首先利用多尺度分割技术分割整幅遥感影像,并选择训练样本作为深度卷积神经网络的输入。为了避免样本数量少导致过拟合问题,采用迁移学习方法,使用ImageNet上训练的VGG16模型参数初始化深度卷积神经网络,并利用全局平局池化压缩参数,在网络最后添加1024个节点的全连接层和7个节点的Softmax分类器,利用反向传播和Adam优化算法训练网络。最后分类整幅遥感影像,生成树种专题地图。以安徽省滁州市的皇甫山国家森林公园为研究区,QuickBird高分影像作为数据源,采用本文方法进行树种分类。试验结果表明,本文方法树种分类总体精度和Kappa系数分别为78.98%和0.685 0,在保证树种精度的同时实现了端到端的树种分类。
北斗卫星导航系统单星授时精度分析

为研究北斗卫星导航系统单星授时精度,本文基于GPS单星授时原理,结合北斗卫星多种类型星座特点,编写了BDS单星授时软件。利用iGMAS站数据进行了试验,在对原始数据进行监测并将异常信息剔除后,将授时结果与中国测绘科学研究院北斗分析中心(CGS)钟差文件进行比对,分析了BDS不同轨道卫星(GEO/IGSO/MEO)下的BDS单星授时精度。结果表明,GEO卫星的授时精度为27.39 ns,IGSO卫星的授时精度为18.37 ns,MEO卫星的授时精度为18.62 ns。
利用三维激光扫描数据进行建筑物立面点云分割算法分析

三维激光扫描技术在当今社会的应用越来越广泛,但由于点云数据量大,处理效率低下,如何快速高效地将大量点云数据进行重建与识别成为解决问题的关键。点云分割技术能够将立面点云中的特征信息与背景点云分离开来,为地物特征信息的提取和识别工作提供了重要的技术支持。本文通过编程实现了多种点云分割算法,对建筑物立面进行分割处理,详细分析了不同算法的分割精度及适用范围。